用植物作电器

安薇

菠菜可用于检测爆炸物

植物在使用太阳能的效率上，是人类无法比拟的。人类运用能源的方式可谓低效，在使用不可再生能源的过程中不仅有大量浪费，还会产生许多污染物。但是，想要向植物学习使用太阳能并不容易。那么，可不可以将植物作为电器直接使用呢？

电灯是现代社会中必不可少的电器，有了电灯，人类才能不虚度漫长的黑夜。可是，电灯是能源消耗的大头，即使有世界地球日的“熄灯一小时”活动，所节约的能源也是九牛一毛，而且，尽管只熄灯一小时，人们也十分不习惯。这样的话，在熄灯的时候，不妨试一试不耗电的西洋菜“灯泡”吧。

西洋菜“灯泡”是美国麻省理工学院的化学教授迈克尔·斯特拉诺的得意之作，它可是由真正的西洋菜制成的，当它开花时，在这盏“灯泡”附近读书学习，闻着芬芳的植物香气，想必会油然而生“红袖添香”的惬意。斯特拉诺是如何让西洋菜发光的呢？

萤光素酶是萤火虫发光用的一种能产生荧光的蛋白质酶，将这种酶导入植物的体内，这就是斯特拉诺制造植物灯泡的灵感来源。

斯特拉诺将荧光素酶、荧光素以及半导体纳米晶体磷放入纳米颗粒载体中，荧光素与萤光素酶结合，能发出荧光，而纳米晶体磷则能增强灯泡的亮度。纳米颗粒制好后，斯特拉诺将西洋菜植株浸入含有颗粒的液体溶液中并施加高压，在压力作用下，颗粒透过叶片上的细小孔隙进入植株内部。当植株吸收阳光，进行光合作用产生化学能后，荧光素酶就会被激活，发出荧光。一株西洋菜发出的光相当于1微瓦LED灯一半的亮度，且能持续亮上數周。斯特拉诺还为“灯泡”制作了一个化学开关：在西洋菜上撒点辅酶A就能点亮，再撒点脱氢荧光素就可将其熄灭。配合其他团队设计的专属房屋，西洋菜“灯泡”能被放置在所有可接收到阳光的地方，这样，整个屋子就都能沐浴在灯泡发出的黄色光芒中了。

将没电的手机连接到玫瑰植株上，一边嗅着玫瑰的香味一边给手机充着电，真是视觉、嗅觉的双重享受，而且再也不用担心停电而充不上电，你想拥有这样一株玫瑰吗？

瑞典林雪平大学的物理教授马格努斯·博格恩制造了这样一款玫瑰“充电宝”。研究团队利用花朵可以从根茎吸收染色剂的特性，使用一种导电碳聚合物在玫瑰植株体内制造出了完整的电路。他们将聚合物溶入水盆的水中，接着将玫瑰花插入盆中，让它吸入含有聚合物的水，聚合物就会藉由花朵内部的离子，自行组织形成电线，直至在其内部形成一个真正的电路。更妙的是，这种聚合物电路仍然可以让水分和养分通过，也就是说，电路的形成并不会影响玫瑰的生长。

该电路确实可以顺畅地通过带电的离子和电子，当研究人员将这支电子玫瑰插入装有带电荷的染料的水盆中时，有聚合物电路的植株部分统统染上了颜色，而其他部位则保持原状。此外，这支电子玫瑰还能储存电能并为其他电器供电，它能将光合作用产生的能量物质通过聚合物电线传递出去，为一个小型电器持续供电数分钟。如果能提高玫瑰储电的容量，我们就能获得一款真正的太阳能充电宝了，其效率一定远胜于现今市面上的太阳能充电宝。

将溶液中的溶质和植物换一换，植物“电器”就能产生新的功能，比如莲花“检测器”，它能检测环境中的易爆物质——丙酮。

澳大利亚墨尔本大学的生物学家约瑟夫·理查森将莲花花序（茎干上的一簇花蕾）放入含有金属有机框架（MOF）前体的水中，植物吸收这些前体分子并将它们在体内组装成MOF材料。MOF是一种有机分子和金属离子连接而成的笼状物质，这使得MOF非常适合吸收和储存分子，可用于捕获碳、过滤水或检测化学品等。

莲花体内形成MOF骨架后，会变成一株散发荧光的植株，此时就可以作为丙酮“检测器”了——当水中有丙酮时，荧光就会变淡甚至消失。如果研究人员改变MOF材料的类型，还能检测出其他有机物或无机物，而这款检测器本身并不消耗能量。

运用相同的原理，斯特拉诺团队也曾推出一款植物检测器——菠菜检测器。研究人员用注射器向菠菜叶子注入红外荧光碳纳米管和一种能与某些爆炸物的原材料发生反应的物质，当这些爆炸物分子出现时，菠菜检测器与之接触后，其散发的红外荧光就会减弱，从而向人们示警爆炸物的存在。

植物“电器”出现的时间并不长，而且可以看出，目前这些“电器”的效率还远低于传统电器。但是，作为一款美丽好看还能自发产生能量的“电器”，植物“电器”拥有着光明的前景。

（A）玫瑰由根、茎、叶和花组成，类似于 （B） 带有触点、互联、电线和设备的电路。（C） 玫瑰叶的横截面。（D） 玫瑰茎的“血管”系统。（E） 导电碳聚合物（PEDOT）的化学结构。