Peneliti di Amerika Serikat melakukan rekayasa tanaman bayam yang bisa mendeteksi bahan peledak. Peneliti menyebutnya sebagai “tanaman nanobionics.”

Bayam tidak lagi hanya sekadar makanan sayuran biasa. Dengan menanamkan karbon nanotube pada daun, para insinyur telah mengubah tanaman bayam menjadi sensor yang unik. Rekayasa Tanaman bayam tersebut dapat mendeteksi bahan peledak. Bahkan, bisa mengirimkan informasi bahan peledak tersebut secara nirkabel ke perangkat genggam yang mirip dengansmartphone.

Ini adalah salah satu demonstrasi pertama dari rekayasa sistem elektronik ke tanaman, sebuah pendekatan yang disebut para peneliti sebagai “tanaman nanobionics.” “Tujuan nanobionik tanaman adalah untuk memperkenalkan nanopartikel ke dalam tanaman untuk memberikan fungsi non-asli,” kata Michael Strano, Karbon P. Dubbs Profesor Teknik Kimia di Massachusetts Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat, dan pemimpin tim peneliti.

Dalam hal ini, tanaman dirancang untuk mendeteksi senyawa kimia yang dikenal sebagai nitroaromatics. Senyawa ini sering digunakan dalam ranjau darat dan bahan peledak lainnya. Ketika salah satu bahan kimia ini berada dalam air tanah yang diambil secara alami oleh tanaman, maka akan bereaksi.

Karbon nanotube yang tertanam di dalam daun tanaman memancarkan sinyal fluoresens yang dapat dibaca dengan kamera inframerah. Kamera dapat disematkan atau ditempatkan ke komputer kecil yang mirip dengan smartphone. Hasilnya kemudian dikirimkan melalui email kepada pengguna.

“Ini adalah demonstrasi baru tentang bagaimana kita sudah mengatasi hambatan komunikasi tanaman / manusia,” kata Strano. Dia percaya bahwa temuannya ini juga dapat dimanfaatkan untuk memperingatkan polutan dan kondisi lingkungan seperti kekeringan. Strano adalah penulis senior sebuah makalah ilmiah.

Dia menggambarkan tanaman nanobionik in ke dalam sebuah jurnal, beberapa waktu lalu. Penulis utama makalah ini adalah Min Hao Wong, seorang mahasiswa pascasarjana di MIT yang telah memulai sebuah perusahaan bernama Plantea untuk lebih mengembangkan teknologi ini. Pemantauan lingkungan Dua tahun lalu, dalam demonstrasi pertama tanaman nanobionik ini, Strano dan mantan postdoc MIT Juan Pablo Giraldo menggunakan nanopartikel untuk meningkatkan kemampuan fotosintesis tanaman.

Kemudian mereka mengubahnya menjadi sensor untuk oksida nitrat, polutan yang dihasilkan oleh pembakaran. “Tumbuhan sangat cocok untuk memantau lingkungan karena mereka telah mengambil banyak informasi dari lingkungan mereka,” kata Strano. “Tanaman adalah ahli kimia analitik yang sangat baik,” katanya.

“Mereka memiliki jaringan akar yang luas di tanah, terus mengambil sampel air tanah, dan memiliki cara untuk menggerakkan sendiri transportasi air itu ke daun.” Strano melanjutkan. Laboratorium Strano sebelumnya telah mengembangkan nanotube karbon yang dapat digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi berbagai molekul, termasuk hidrogen peroksida, bahan peledak TNT dan sarin gas saraf. Ketika molekul target mengikat polimer melilit nanotube, itu mengubah fluoresensi tabung itu.

Dalam studi baru, para peneliti menanamkan sensor untuk senyawa nitroaromatik ke dalam daun tanaman bayam. Menggunakan teknik yang disebut infus vaskular, melibatkan penerapan larutan nanopartikel ke bagian bawah daun. Dalam penelitiannya, mereka menempatkan sensor ke dalam lapisan daun yang dikenal sebagai mesofil, yang merupakan tempat sebagian besar fotosintesis berlangsung.

Mereka juga menanamkan nanotube karbon yang memancarkan sinyal fluoresen konstan yang berfungsi sebagai referensi. Ini memungkinkan para peneliti untuk membandingkan kedua sinyal fluoresens. Teknik seperti itu lebih mudah untuk menentukan apakah sensor peledak telah mendeteksi sesuatu.

Jika ada molekul peledak di air tanah, dibutuhkan sekitar 10 menit bagi tanaman untuk menariknya ke dalam daun, di mana mereka menemukan detektor. Untuk membaca sinyal, para peneliti menyinari laser ke daun, mendorong nanotube di daun untuk memancarkan cahaya neon inframerah- dekat.

Ini dapat dideteksi dengan kamera inframerah kecil yang terhubung ke Raspberry Pi, komputer seukuran kartu kredit seharga 35 dolar AS. yang mirip dengan komputer di dalam smartphone. Para peneliti juga menerangkan bahwa sinyal juga dapat dideteksi dengan smartphone dengan menghapus filter inframerah yang dimiliki sebagian besar ponsel kamera.

“Pengaturan ini bisa diganti dengan ponsel dan jenis kamera yang tepat,” kata Strano. “Hanya filter infra merah yang akan menghentikanmu menggunakan ponselmu,” tambah Strano. Dengan menggunakan pengaturan ini, para peneliti dapat mengambil sinyal dari jarak sekitar 1 meter dari tanaman, dan saat ini, para peneliti berusaha untuk meningkatkan jarak tersebut.

Sejauh ini, para peneliti juga merekayasa tanaman bayam yang dapat mendeteksi dopamin, yang memengaruhi pertumbuhan akar tanaman, dan mereka sekarang bekerja pada sensor tambahan, termasuk beberapa yang melacak bahan kimia yang digunakan pabrik untuk menyampaikan informasi dalam jaringan mereka sendiri.

“Tanaman sangat responsif terhadap lingkungan,” kata Strano. “Mereka tahu akan ada kekeringan jauh sebelum kita. Mereka dapat mendeteksi perubahan kecil pada sifat-sifat tanah dan air. Jika kita memanfaatkan jalur pensinyalan kimiawi itu, ada banyak informasi untuk diakses,” tambah Strano.

Sensor-sensor ini juga dapat membantu ahli botani mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja bagian tanaman, memantau kesehatan tanaman, dan memaksimalkan hasil senyawa langka yang disintesis oleh tanaman, yang menghasilkan obat yang digunakan untuk mengobati kanker.

“Sensor-sensor ini memberikan informasi real-time dari tanaman. Ini hampir seperti memiliki pabrik yang berbicara kepada kami tentang lingkungan tempat mereka berada,” kata Wong. “Dalam kasus pertanian presisi, memiliki informasi seperti itu dapat secara langsung mempengaruhi hasil dan margin.” Kata Wong.(koran-jakarta.com)