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Bionischer Spinat – der Sprengstoffdetektor

Spinat - Quelle: Pixabay

US-Forscher haben Nanopartikel in die Blätter von Spinatpflanzen eingebaut, sodass die Pflanzen auf Sprengstoff im Grundwasser reagieren.
Eine Landmiene, gibt sogenannte Nitroaromate ab, welches sich über das Grundwasser im Boden verteilt. Die Spinatpflanze nimmt diesen Stoff über ihre Wurzeln auf und leitet sie bis in ihre Blätter. Die speziellen Nanopartikel in den Blättern reagieren mit den Nitroaromaten zu einer fluoreszierenden Substanz, die leuchtet, wenn man sie mit einer Infrarotkamera anstrahlt.
Spinat als Sprengstoffsensor zu nutzen ist laut der Wissenschaftler nur eine von vielen Einsatzmöglichkeiten dieser Technik, bei der Nanoröhrchen in die Mesophyll-Schicht zwischen unterer und oberer Blatthaut der Blätter eingeschleust werden. So könnten sich theoretisch auch andere gefährliche Stoffe im Boden nachweisen lassen. Unter anderem konnten die Forscher so beispielsweise Dopamin im Grundwasser nachweisen. Dopamin ist ein Neurotransmitter, der auch als Glückshormon bekannt ist. Bei Pflanzen regt er das Wurzelwachstum an und fördert die Aktivität bestimmter Enzyme. Und es können auch andere Pflanzen, die ebenso wie Spinat über große Blätter verfügen, für ähnliche Aufgaben eingesetzt werden.

Lumineszenz
Fluoreszenz ist die spontane Emission von Licht nach der Anregung des fluoreszierenden Materials. Diese Eigenschaft leitet sich vom Mineral Fluorit (Flussspat) ab, welches unter ultraviolettem Licht (UV-Licht) leuchtet. Fluoreszenz kann durch Licht-, UV- oder Röntgenstrahlung hervorgerufen werden.
Neben der Fluoreszenz gibt es auch noch die Phosphoreszenz. Der Unterschied ist, dass das bestrahlte Material bei der Phosphoreszenz nach Ende der Bestrahlung weiter leuchtet. Es speichert die Energie und gibt sie nach und nach wieder ab. (Nachleuchten). Bei der Fluoreszenz leuchtet das Material nur so lange, wie es der energiereichen Strahlung ausgesetzt ist. Sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz sind Formen der Lumineszenz (kaltes Leuchten).

Quellen: