正如歌裡面唱的那樣，「每朵玫瑰都有自己的刺」，但並不是每朵玫瑰都有電線穿過它的身體。「植物機器人」這一充滿未來感的想法正從科幻小說走向真實的世界。瑞典的一個研究小組一直致力於研究調節植物生長的方法，他們在植物內部設定電線，建立營養通道來傳送感測器和藥物。其目的是在合適的時間，提供適量的植物激素。這樣可以更加精確地控制植物產出。
這個專案的目的令人激動：通過嵌入生物燃料電池，將植物變成太陽能發電站。如果一切順利，在未來，感測器和其他裝置可以收穫來自光合作用過程中（植物將光能轉化為化學能的過程）的電能。這樣芬芳的前景看起來並不會始於一朵毫不起眼的花園玫瑰。但電子植物的第一個成功步驟已經開始。瑞典Linköping大學的研究團隊邁出了重大的一步，第一次通過實驗證明電子電路可以存在於活體植物的莖和葉中。該研究成果發表在2015年11月20日的《科學進展》上。
他們在玫瑰莖內建有10釐米長的電線，將葉子變成了能按需改變色彩深淺的片狀電子顯示器。他們還基於內嵌的電線建立了電晶體——這是現代電子學核心的基本開關。
「在某種意義上，我們為植物引入了一個神經系統。」瑞典Linköping大學有機電子學教授 Magnus Berggren說。
但是研究人員並沒有為了植入電線而對玫瑰花做一些弗蘭肯斯坦般的手術。相反，他們採用的是植物自然系統的管道（木質部），這是植物將水和養分從根輸送到莖、葉和鮮花的管道。
這個團隊的早期嘗試是用導電聚合物電線通過木質部，結果導致木質部被堵塞，或植物表現出嚴重的毒性反應。但是研究者們最終發現液體包含有稱為聚乙烯的高分子聚合物，也稱為PEDOT。這種聚合物隨時可以被木質部吸收並均勻分佈到植物體每個部分。此外，他們還發現，它最終將形成一個固體電線，能夠傳輸電力。這種「木質部電線」的存在還能給植物生存提供必要的水分和養分。
Berggren解釋溶液是怎樣溶解掉PEDOT中的S:H化學鍵，也就是一種PEDOT的化學變化，它在木質部的維管通道和延遲的免疫反應的共同幫助下，能夠形成固體電線。
過了一段時間，植物對這個未知的物質產生反應。一個對病原體或有毒物質的常見反應，包括單價和二價離子的交換。二價離子的增加，促進自我組織和實際木質部內壁電線的形成。從某種意義上說，植物幫助我們將導電和電子器件的分佈同木質部內壁的膜的形成分開。木質部電線的成功建立還允許研究人員在植物內部建立「有機電化學電晶體」；這些電晶體將化學訊號轉換成電訊號輸出。這種電晶體可以形成更復雜植物機器人的基本硬體裝置。團隊甚至用植物電路來演示數字邏輯閘電路，來執行更復雜的電子和計算機操作。 其他實驗把玫瑰花的葉子變成了逼真的電子螢幕。瑞典研究人員通過一個充滿了不同PEDOT溶液的注射器，將一片樹葉封裝起來。當注射器的柱塞拔出，它建立了一個真空，通過葉表面的氣孔，吸入樹葉周圍的氣體。一旦注射器柱塞往下推，PEDOT溶液就會衝進毛孔填補樹葉靜脈之間的空間。 結果是葉內的導電材料拼在一起，形成一個不完整的網路。研究人員將樹葉夾在PEDOT膜之間，使其與樹葉內部的PEDOT建立電氣接觸。這使得團隊能遠端操作葉子內部的材料，在較明或較暗模式之間改變它們的顏色。明暗之間的切換大約需要20秒。研究人員還發現了一種模式，無論是光明或黑暗，都將持續大約10分鐘。 Berggren說，在這個實驗裡，研究者主要研究了切下的玫瑰莖葉，但這個成果還可幫助創造出其他電子植物。玫瑰的基本結構與那些較大的植物（比如樹）類似，這意味著，樹在理論上也可成為有生命的「植物機器人」。 來自spectrum，機器之心編譯出品。編譯：黃志臻。