Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) han logrado convertir un matojo de espinacas en un detector de explosivos capaz de enviar información de forma inalámbrica a un smartphone. Para lograrlo han introducido en las hojas una serie de tubos infinitesimales de carbono, inaugurando de paso una nueva disciplina bautizada como nanobiónica vegetal.
Así funciona
"El objetivo es introducir nanopartículas en las plantas para otorgarles funciones no nativas", dice Michael Strano, profesor de Ingeniería Química en el MIT e investigador principal de este trabajo publicado en Nature Materials.
Los nanotubos de carbono insertados en las espinacas se vuelven fluorescentes al detectar compuestos nitroaromáticos, empleados habitualmente en las minas antipersona y otros explosivos. Cuando la planta absorbe del suelo agua que ha estado en contacto con estos compuestos, los nanotubos se activan y, aunque la respuesta no sea perceptible a simple vista, sí lo es por una cámara infrarroja. Esta cámara puede ir conectada a un ordenador portátil o un teléfono inteligente, que alertará a los usuarios siempre que estas sustancias sean detectadas.
"Es una nueva demostración de cómo hemos superado la barrera de comunicación entre plantas y humanos", dice Strano, cuyo grupo planea ampliar esta tecnología para usarla con compuestos contaminantes o para advertir de eventos medioambientales como la sequía. De hecho, otro de los autores del estudio, Min Hao Wong, ha fundado Plantea, una start-up que desarrollará nuevas aplicaciones de la nanobiónica vegetal.
Para Strano, las plantas son unas formidables herramientas de química analítica ya que toman continuamente datos sobre su entorno. La clave estaba en cómo hacer que esos datos fueran legibles, y ahí es donde la nanotecnología empezó a marcar la diferencia. En 2014, este grupo del MIT empezó a vislumbrar su uso para medir los niveles de óxidos de nitrógeno, en otras palabras, esos gases producidos por el tráfico que está provocando esta semana alertas en Madrid.
Nanotubos de carbono luminiscentes creados en Cambridge.
Las plantas "tienen una extensa red de raíces en el suelo, muestrean constantemente las aguas subterráneas, y tienen una forma de auto-alimentar el transporte de agua hacia las hojas", dice Strano.
Por otro lado, los nanotubos de carbono ya han encontrado multitud de usos aplicados a la seguridad en el laboratorio, por ejemplo para detectar moléculas de TNT o de gas sarín. Lo innovador de este nuevo trabajo está en introducir estos nanotubos en las espinacas mediante una técnica llamada infusión vascular.
Una vez equipada con los microscópicos sensores -y si detecta estos compuestos nitroaromáticos propios de los explosivos- la planta tarda unos diez minutos en dar la voz de alarma.
¿Por qué espinacas?
Los reducidos costes hacen que el sistema de Strano y Wong sea especialmente prometedor para ser usado en países en desarrollo, donde las minas antipersona matan a entre 15.000 y 20.000 personas cada año según Naciones Unidas, en su gran mayoría civiles. En total, basta con un ordenador Raspberry Pi: programable, del tamaño de una tarjeta de crédito y con un coste de entre 20 y 30 euros.
Con una de estas pueden detectarse explosivos.
"Esta configuración podría ser sustituida por un teléfono móvil con el tipo correcto de cámara", dice Strano. Bastaría con retirar el filtro infrarrojo que impide captar señales en esta longitud de onda.
Originalmente, los investigadores emplearon Arabidopsis thaliana, una planta muy empleada como modelo de investigación en biología. Si en este último trabajo usaron espinacas fue, simplemente, para ver si la tecnología podía aplicarse a cualquier planta. Y funcionó.
"Los sensores nos proporcionan información en tiempo real de la planta", explica Wong, "es casi como tener a la planta charlando con nosotros sobre el medio en que se encuentran".