Eleni Stavrinidou et Daniela Parker, doctorante, avec un haricot biohybride.

Un nouveau projet de recherche intéressant de l’université suédoise de Linköping a démontré comment les racines des plantes peuvent être utilisées comme dispositifs de stockage d’énergie. Les scientifiques considèrent ce processus, qui nécessite d’arroser les plantes avec une solution spéciale pour rendre leurs racines conductrices d’électricité, comme une preuve de concept pour un supercondensateur à base de racines, ainsi que pour des systèmes biohybrides qui associent processus biologiques et fonctionnalités électroniques.

Réalisée au Laboratoire d’électronique organique de l’université, cette percée s’appuie sur des recherches antérieures menées par le Groupe des plantes électroniques du Dr Eleni Stavrinidou. En 2015, ces scientifiques ont réussi à fabriquer des circuits électriques dans le tissu vasculaire de roses en dosant les plantes avec un polymère conducteur appelé PEDOT, les circuits étant ensuite utilisés pour former des transistors. En 2017, les scientifiques ont ajouté à la place un oligomère conjugué baptisé ETE-S, qui a formé des polymères au sein de la plante qui se sont transformés en conducteurs électriques capables de stocker de l’énergie.

« Nous avons précédemment travaillé avec des boutures de plantes, qui étaient capables d’absorber et d’organiser des polymères ou oligomères conducteurs », explique Eleni Stavrinidou. « Cependant, les boutures de plantes ne peuvent survivre que quelques jours, et la plante ne pousse plus. Dans cette nouvelle étude, nous utilisons des plantes intactes, une plante de haricot commune cultivée à partir de graines, et nous montrons que les plantes deviennent électriquement conductrices lorsqu’elles sont arrosées avec une solution qui contient des oligomères. »

La plante de haricot utilisée dans les expériences de l’équipe s’appelle Phaseolus vulgaris, et polymérise l’oligomère conjugué ETE-S contenu dans la solution d’arrosage dans le cadre d’un processus naturel. Un film conducteur de polymère se forme alors sur ses racines, et transforme l’ensemble de son système racinaire en un réseau de conducteurs, qui est resté électriquement actif pendant plus de quatre semaines.

Gros plan sur des racines électroniques formées en arrosant un haricot avec une solution spéciale.

Les scientifiques ont adapté ce système pour en faire un supercondensateur, les racines servant d’électrodes pendant la charge et la décharge. Ils ont constaté qu’il pouvait stocker 100 fois plus d’énergie que les systèmes précédents qui n’utilisaient que les tiges de la plante, et que cela semblait avoir peu d’effet sur le bien-être de la plante elle-même, ce qui permettait d’utiliser le système sur de longues périodes.

« La plante développe un système racinaire plus complexe, mais n’est pas autrement affectée : elle continue à croître et à produire des haricots », explique Eleni Stavrinidou.

Selon les chercheurs, ces travaux constituent une voie prometteuse pour l’intégration de systèmes énergétiques dans les plantes vivantes sans compromettre leurs fonctions biologiques. Nous avons vu un certain nombre de projets de recherche intéressants centrés sur des systèmes biohybrides similaires, certains visant à transformer les plantes en capteurs de surveillance organiques et d’autres impliquant des plantes cyborgs capables de se diriger vers la lumière. Le développement de racines électroniques par les scientifiques de l’université de Linköping pourrait constituer un complément utile à ce domaine d’étude.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/MH/D1MH01423D

https://liu.se/en/news-item/de-far-vaxtens-rotter-att-lagra-energi