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Une équipe de l'université Linköping en Suède a pour la première fois réuni tous les composants d'un circuit électronique à l'intérieur d'une plante. Il s'agit d'une rose bionique qui se comporte comme un circuit électronique et dont la couleurcouleur des feuilles peut changer grâce à un courant électriquecourant électrique. Cette réalisation n'a pas de finalité immédiate et il s'agit d'abord d'une preuve de faisabilité. Mais les scientifiques estiment que leurs travaux ouvrent la voie à des applicationsapplications dans les domaines de l'énergieénergie, de l'environnement et de l'interaction avec les plantes. Ils ont notamment évoqué des piles à combustible basées sur la photosynthèse, des capteurscapteurs et des régulateurs pour contrôler la croissance des plantes ou encore des « antennes vertes ».
« Des fils conducteurs et des électrodesélectrodes dans les tiges, les racines et les feuilles des plantes sont les préludes à des piles à combustiblepiles à combustible électrochimiques, au transport de charge et à des systèmes de stockage qui convertissent le sucresucre produit par la photosynthèsephotosynthèse en électricité, in vivoin vivo », peut-on lire dans l'article consacré à leurs travaux publié sur Science Advances et sobrement intitulé Electronic Plants. Les chercheurs y font un parallèle entre le système vasculaire qui relie les racines, les tiges, les feuilles des plantes et les interconnexions des circuits électroniques intégrés.
La rose est plongée dans une solution aqueuse contenant une variante du polymère Pedot. Celui-ci est absorbé par capillarité et va former des fils conducteurs que l’on aperçoit dans la vue en coupe agrandie de la tige (à droite). © Linköping University
Des portes logiques dans la tige
Les expériences ont été conduites sur des roses dont le bout des tiges a été trempé dans une solution polymèrepolymère nommée Pedot-S pendant 24 à 48 heures. La substance qui est absorbée par capillaritécapillarité parvient à former des fils conducteurs d'une dizaine de centimètres de long au sein du xylèmexylème, c'est-à-dire les conduits qui canalisent la sève brute, montant des racines vers les feuilles. L'écoulement de cette sève, qui contient de l'eau et des nutrimentsnutriments, n'est pas entravé par le conducteur électrique. Les fils sont mis en contact avec les canaux ioniquescanaux ioniques qui entourent le xylème via des sondes externes recouvertes de Pedot et plongées dans la tige, créant un transistor électrochimique, convertissant le signal ionique en signal numérique. Ce même transistor a également été utilisé pour créer une fonction logique.
Parallèlement, les chercheurs ont tenté avec succès une autre expérience consistant à modifier la couleur d'une plante. Pour cela, ils ont inséré directement dans les feuilles une autre variante de Pedot par infiltration sous vide. Le polymère a formé des cellules électrochimiquescellules électrochimiques cloisonnées par les veines. Stimulées par une tension électrique, ces cellules ont interagi avec les ionsions de la feuille en se comportant comme des pixels, changeant de couleur dans des reflets de vert et bleu. Précisons que les expériences ont été réalisées sur des plantes coupées. Une seule expérimentation de changement de couleur a été menée, avec succès, sur une rose enracinée. Selon les scientifiques, la plante se porterait toujours bien.
« Auparavant, nous ne disposions pas des bons outils pour mesurer la concentration de différentes moléculesmolécules dans les plantes vivantes. Désormais, nous pourrons influer sur la concentration des substances qui régulent la croissance et le développement des plantes », ajoutent les scientifiques de l'université Linköping. Ils travaillent actuellement avec des biologistes pour développer des applications de suivi de la physiologie des plantes. Un « flower power » au sens propre comme le souligne malicieusement l'un des auteurs de cette étude.
