https://frosthead.com

Sådan dyrkes en Nanogarden

Wim Noorduin har en grøn tommelfinger - men han dyrker ikke dine standardhavaroser, tulipaner og andre blomster. Postdoktoren ved Harvard University's School for Engineering and Applied Sciences har i stedet en tendens til mikroskopiske "knopper", som han omhyggeligt dyrker i sit laboratorium. Blomsterne - sarte og skrøbelige - er lavet af krystal.

rød-nanoflower-Wim-Noorduin.jpg (Billedet er tilladt af Wim Noorduin)

”Teknikken er bemærkelsesværdig let: fyld et bægerglas med en opløsning, der har et salt og en siliciumforbindelse opløst i. Læg et glasglas eller lidt metal for at fungere som den jord, som krystalplanterne vil vokse på. Lad kuldioxid fra luften diffundere i opløsningen, hvilket udløser en simpel reaktion, der får de opløste kemikalier til at komme ud af opløsningen og danne en fast krystal - en, der er krøllet, snarere end tagget, ”forklarede Boston Globe i en nylig genstand. Tilsæt lidt farvestof her og der, og hvilke resultater er krystalvækst, der ligner blomsterblade og kronblade.

pink-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Billedet er tilladt af Wim Noorduin)

Globens kig ind i Noorduins projekt blev anmodet om af tidsskriftet Science og dens beslutning om at indeholde videnskabsmandens "nanoflowers" på sine sider. Videnskaben udgav et papir, der er forfatter af Noorduin og tre af hans kolleger, der beskrev den kreative indsats og et essay om værket.

lilla-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Billedet er tilladt af Wim Noorduin)

Tidligere har forskere dyrket strukturer, der ligner flora fra materialer som zinkoxid før, men det, der er unikt ved Noorduin, er hans evne til at manipulere væksten af ​​bariumcarbonat og silikat efter hans smag. Han og hans team forstår, hvilke forhold der producerer hvilke former, så meget, at de er i stand til "at designe de resulterende former efter vilje og til at kombinere forskellige vækstbetingelser for at generere endnu mere komplekse former, " skriver Elias Vlieg, en kemiprofessor ved Radboud University i Holland, i videnskab . "I stedet for at vælge et sæt betingelser og lade systemet udvikle sig passivt, ændrer forfatterne procesbetingelserne aktivt, hvilket tillader konstruktion af elementer som stængler, vaser, grene og blade."

multi-farvede-nanoflowers-Laura-Henriks-Wim-Noorduin.jpg (Billedet er tilladt af Laura Hendriks og Wim Noorduin)

For at fremstille en vase, fluktuerer Noorduin for eksempel mængden af ​​kuldioxid, der kommer ind i hans opløsning, blot ved at dække eller afdække bægerglaset. Tilførslen af ​​gas styrer vasens tykkelse. Inden i vasen placerer han derefter en stilk; mens han dyrker den, siger han, at han tilføjer en “puls af CO2 ″, så stammen åbner sig i en knopp. Hvis han ønsker at bygge en rose, justerer forskeren-cum-artist pH-niveauet for løsningen. På denne måde krøller kronbladene op og danner spiraler, forklarer han i en e-mail. I en elektronmikrograf er Noorduens have naturligt sort og hvid i farve, men han tilføjer kunstige nuancer til billederne for at skelne planternes blade og stængler fra deres blomster.

Noorduin plantede et felt af blomster på en øre Noorduin plantede et felt af blomster på en øre. Du kan se dem her på trinene til Lincoln Memorial. (Billedet er tilladt af Wim Noorduin)

For virkelig at køre hjem på miniskule skalaen fra sine kreationer, plantede Noorduin et felt med blomster på trin til Lincoln Memorial - på en krone.

Indtil videre har forskeren eksperimenteret med blomster. Han er dog nysgerrig efter andre små arkitekturer, han måske kunne konstruere. ”Naturen har mange eksempler på bemærkelsesværdigt forskellige og komplekse mineraliserede arkitekturer såsom korallrev i makroskalaen og de utroligt intrikate skelet af mikroorganismer som acantharea i mikroskalaen, ” siger han. ”Vores mål er ikke så meget at gengive nogle særlige former, der ses i naturen. Tværtimod er vi inspireret af en mere grundlæggende observation: Mønstrernes mangfoldighed, hierarki og kompleksitet synes at være praktisk talt ubegrænset. ”

små-rød-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Billedet er tilladt af Wim Noorduin)

Noorduins repertoire vil utvivlsomt udvide sig, når han udforsker disse ubegrænsede former. ”Mere kontrol vil utvivlsomt føre til strukturer, der måske er mindre kunstneriske behagelige, men mere teknologisk nyttige, ” skriver Vlieg.

Sådan dyrkes en Nanogarden