Les plantes sont naturellement des machines étonnantes. Ainsi, leur donner un coup de pouce bionique et créer des plantes nanobioniques pourrait leur permettre de débloquer une toute nouvelle gamme de capacités. Une équipe de chercheurs de l’Université de Melbourne a mis au point un nouveau moyen de transformer les plantes en usines de nanomatériaux ; ce qui pourrait leur permettre de faire office de capteurs chimiques ou même de survivre dans des environnements hostiles. Dans l’espace ou Mars par exemple.
Comment créer des plantes nanobioniques
Cette technique tire parti de la propension des plantes à absorber l’eau et les molécules qui y sont dissoutes. Des études antérieures ont utilisé cela pour créer des plantes nanobioniques avec une production d’énergie accrue ; ou la capacité de détecter des explosifs.
Alors que les deux utilisaient des nanotubes de carbone, la nouvelle étude utilisait une classe de nanomatériaux appelée structures organométalliques (MOF). Ceux-ci sont constitués d’ions métalliques liés à des molécules organiques ; formant des cristaux qui ont la plus grande surface spécifique de tous les matériaux connus. Cela rend les MOF parfaits pour absorber et stocker les molécules. Cela pourrait être utile pour capturer le carbone, filtrer l’eau ou détecter des produits chimiques.
Les MOF sont eux-mêmes trop gros pour être absorbés par le système vasculaire d’une plante. L’équipe a plutôt ajouté des sels métalliques et des lieurs organiques à l’eau ; puis y a placé des plantes. L’idée est que les plantes absorbent ensuite ces molécules précurseurs et les assemblent dans des MOF à l’intérieur de leurs tissus.
Des tests à partir de plantes de lotus
Pour vérifier si cela fonctionne bien, les chercheurs ont placé des boutures de plantes de lotus dans de l’eau contenant des précurseurs MOF susceptibles de se transformer en cristaux fluorescents. Cela a fonctionné et l’équipe a ensuite pu utiliser ces plantes de lotus nanobioniques comme capteurs chimiques. En gros, lorsqu’il y avait de l’acétone dans l’eau, la fluorescence s’est estompée un peu.
En plus de permettre aux plantes d’assembler des MOF, le matériau pourrait également être utilisé en tant que revêtement. Cela permet non seulement aux plantes d’accéder à un plus grand spectre de lumière pour la photosynthèse ; mais également de les protéger des rayons UV nocifs.
Pour tester cet aspect, les chercheurs ont enduit les boutures de chrysanthème et de lilyturf de MOF luminescents, puis les ont exposées à la lumière ultraviolette pendant trois heures. Celles qui avaient été enduites ont moins flétri et blanchi que les boutures non enduites. Cela pourrait rendre les revêtements MOF particulièrement utiles si nous souhaitons un jour cultiver des cultures sur Mars.
Bientôt des plantes nanobioniques sur Mars ?
« Alors que nous envisageons de cultiver des plantes dans l’espace ou sur Mars, sans atmosphère ni bombardements de rayons UV, cela pourrait être utile », déclare Joseph Richardson, chercheur principal de l’étude. « En effet, non seulement il protège les plantes contre les rayons UV, mais il les transforme également en énergie utile. Surtout si vous vous éloignez du soleil, il est plus difficile de capter toute la lumière nécessaire à la photosynthèse. »
L’équipe présente l’étude à la réunion et à l’exposition nationales de la American Chemical Society en Floride cette semaine. Le travail est décrit dans la vidéo ci-dessous.
