دانشمندان روشی عجیب و غریب برای شناسایی مواد منفجره اختراع کردهاند: استفاده از اسفناج!! گیاهان با آوندهای نانو “بیونیک” پرشدهاند که نور فلورسانت فروسرخ تابش میکنند. در حضور ترکیبات مشخصی، نور کم شده و این میتواند به عنوان سیگنالی برای حضور مواد منفجره استفاده شود. تغییر در فلورسانس حتی با استفاده از یک گوشی همراه مجهز ممکن است تشخیص داده شود.
اما چرا از اسفناج تغییر شکل یافته به جای لولههای نانو استفاده میشود؟ دلیلش این است که گیاهان مقدار زیادی آب را از ریشههای خود جذب و به برگهای خود منتقل میکنند بدون این که انرژی زیادی مصرف کنند. بنابراین در این مورد، اسفناج به عنوان یک سیستم نمونهگیری خودکار آب برای نانولولههای تشخیص مواد منفجره استفاده میشود.
این قابلیت برجسته یکی از دلایل بسیاری است که گیاهان به عنوان غذا و پوشاک فقط استفاده میشوند، بلکه به عنوان بخشی از فناوریهای پیچیده نیز استفاده میشوند. در ادامه چند روش شگفتانگیز دیگر بیان شده که میتوانیم از گیاهان استفاده کنیم.
آلودگی زدایی
قابلیت گیاهان برای پردازش آب میتواند همچنین برای چیزی به نام “فیتورمدییشن” استفاده شود. آلایندههای خاکی که در آب توسط گیاهان جذب میشوند، به همراه آب به برگها منتقل میشوند و هنگام بخارشدن آب در آنجا تجمع مییابند. سپس گیاهان قطع و برداشت میشوند و همراه زایش مواد آلاینده نیز با خود برداشته میشوند.
این روش برای تطهیر خاک از آرسنیک و سرب استفاده می شود. حتی مواد آلاینده ارزشمند مانند کادمیوم یا نیکل نیز در یک روند به نام “فیتوماینینگ” بازیابی کرد.
در یک پیچ و تاب اخیر، گیاهان خاصی اصلاح ژنتیکی شده اند تا ظرفیت خود را برای پردازش حجم زیادی از آب با ویژگیهای انواع باکتریهایی که میتوانند مواد منفجره TNT و RDX را تجزیه کنند، ترکیب کنند. این بدان معناست که ما میتوانیم گیاهان اصلاحشدهای تولید کنیم که هم میتوانند مواد منفجره را شناسایی و هم خنثی کنند.
مواد منفجره
اما گیاهان فقط برای اهداف صلح آمیز استفاده نمیشوند. در سال 1846، کریستین شونبین (برخلاف میل صریح همسرش) در حال انجام آزمایشی در آشپزخانه خود بود. او مخلوطی از اسیدهای غلیظ را ریخت و نزدیکترین چیزی را که به دستش میرسید گرفت تا آنها را پاک کند و بعداً متوجه شد که از پیشبند همسرش استفاده کرده است. بعد از اینکه با عجله آن را شست، روی اجاق آویزان کرد تا خشک شود. پیشبند همان روز منفجر شد.
شونبین ناخواسته پنبه پیشبند را به نیتروسلولز یا گانکتن تبدیل کرده بود، ماده منفجرهای قویتر از TNT. سلولز که اساس پنبه را تشکیل میدهد، اصلیترین ترکیب ساختاری گیاهان است و از نظر جرمی رایجترین مولکول بیولوژیکی روی زمین است. سلولز به راحتی به دست میآید و نیتروسلولز قویتر از باروت است و بنابراین در قرن نوزدهم پنبه جایگزین باروت شد.
در رمان از زمین تا ماه، ژول ورن کاوشگران خود را با استفاده از یک تفنگ بزرگ که با استفاده از نیتروسلولوز شلیک شده بود به فضا فرستاد. در واقعیت، مسافران فضایی ورن در اثر شتاب به پوره تبدیل میشدند. اما ایده او اشتباده نبود، زیرا نیتروسلولز امروزه هنوز در پیشرانههای موشک، سوخت جامد به ویژه برای کاربردهای نظامی استفاده میشود، زیرا دودی ایجاد نمیکند که موقعیت پرتابگر را هنگام احتراق افشا کند.
باند پلاستیکی
نیتروسلولز و سایر پلیساکاریدهای گیاهی نیتراتدار نیز جزو اولین “پلاستیکها” بودند. موارد استفاده آنها شامل حلقه فیلم مورد استفاده در سینمای اولیه بود که بر پایه نیتروسلولز بود و در صورت داغ شدن بیش از حد پروژکتور میتوانست مشتعل یا حتی منفجر شود. این مواد ناپایدار تا حد زیادی با پلاستیکهای ایمن جایگزین شدهاند، اما مایع حاوی نیتروسلولز محلول هنوز در پزشکی استفاده میشود. روی برشها رنگ شده و آنها را با یک فیلم ریز نیتروسلولز میپوشاند.
گیاهان، پلیمرهای زیستی متعددی تولید میکنند و از آنجایی که ما به دنبال جایگزینهای سازگار با محیطزیست و پایدارتر برای پلاستیکهای مبتنی بر نفت هستیم، زمان آن فرا رسیده است که این جایگزینهای مبتنی بر طبیعت، بازگشتی داشته باشند.
گوشت گیاهی
بدیهی است که گیاهان بیشتر غذای ما را تشکیل میدهند، اما دانشمندان اخیراً برگری ساختهاند که ظاهر، بو، مزه و حتی پختن آن شبیه به گوشت است، اگرچه کاملاً از مواد گیاهی ساخته شده است. انجام این کار به معنای حل تعدادی از چالشهای متمایز است. برای مثال، برای اینکه در حین پختن مانند گوشت گاو رفتار کند، برگر جدید باید حاوی چربیهای گیاهی باشد که در دمای اتاق جامد هستند اما هنگام گرم شدن ذوب میشوند. چربی مورد استفاده در این مورد از نارگیل به دست آمد.
گیاهان پروتئینی هموگلوبین و میوگلوبین ندارند که به گوشت قرمز رنگ و محتوای آهن میدهد. اما برخی حاوی ماده بسیار مشابهی به نام لگهموگلوبین (leghemoglobin) هستند که مانند هموگلوبین و میوگلوبین، اکسیژن را جذب میکند. گونههای گیاهی مانند نخود و لوبیا که دارای گرههای ریشه حاوی باکتری هستند که نیتروژن هوا را به کود برای گیاه تبدیل میکند.
اکسیژن به این سیستم تبدیل کننده نیتروژن چنان تهاجمی حمله میکند که برخی از اجزای آن می توانند 99 درصد ظرفیت خود را در کمتر از 6 دقیقه پر کنند. بنابراین از لگهموگلوبین برای محافظت از آنها با جذب اکسیژن در گره استفاده میشود. گرههای تثبیت کننده نیتروژن در داخل به معنای واقعی کلمه قرمز هستند زیرا لهمولگلوبین همرنگ هموگلوبین است.
با وجود این، لگهموگلوبین مورد استفاده برای ظاهر همبرگر گیاهی و محتوای آهن در واقع از گیاهان به دست نمیآید؛ زیرا بسیار ناکارآمد است. در عوض توسط مخمر اصلاحشدهای تولید میشود که در ظرفهای مایع خونرنگ در صحنههایی شبیه به سریال تلویزیونی True Blood رشد میکند.