Inteligentny czujnik mówi rolnikom, gdy stresowane są rośliny

Nowy inteligentny czujnik zakładu może wkrótce pomóc rolnikom wiedzieć tak szybko, jak to możliwe, kiedy dotknięto ich uprawy, wysyłając ostrzeżenie, gdy tylko roślina stresada.

Według roślin wszystkich typów wytwarzają się w sposób ciągły nadtlenek wodoru (H₂O₂) W kontekście naturalnych procesów, takich jak fotosynteza I oddechowy.

Jednakże, wytwarzaj wyższe ilości tego chemika, gdy są poniżej stresjako sposób wysyłania znaków między komórkami w celu aktywowania ich mechanizmów obronnych. Czynniki stres które powodują tę reakcję może obejmować secaW uszkodzenia spowodowane szkodnikami i infekcjami.

Chociaż istnieją metody wykrywania wysokich poziomów H₂O₂ W roślinach większość z nich implikuje usunięcie arkuszatwój powrót do laboratorium i twój przedłożenie do analizy w kilku krokach.

Istnieją również urządzenia optyczne, które mierzą Stężenia H.₂O₂ (Najbardziej znane popularnie jako „nadtlenek wodoru ”) W oparciu o fluorescencję roślin, ale może mieć wpływ zawartość chlorofilu w roślinie.

Tam właśnie Nowy czujnik.

Nowe badanie było w magazynie Czujniki ACS i został opracowany przez Liang Dong oraz koledzy z State University of Iowa. Czujnik przyjmuje formę plamka płaskiego i elastycznego polimeru z serią drobnych złotych „mikroachagul” na jego dnie.

Ta strona jest dodatkowo pokryta Hydrożel składający się głównie z biologicznego materiału bazowego znanego jako Chitosano. Żel zawiera Również enzym, który reaguje z nadtlenkiem wodoru elektron. Trzeci składnik żelu, Tlenek grafenupowoduje przepływ elektronów między elektrodami czujnikowymi, wytwarzając prąd elektryczny.

Kiedy urządzenie jest naciśnięty na arkuszu roślinymikroakles nieszkodliwie popychają górną warstwę tkaniny, wchodząc kontakt z zawartym tam sokiem.

Im większa ilość nadtlenku wodoru obecnego w tej cieczy, tym większa liczba wytwarzanych elektronów, a tym samym silniejszy będzie zmierzony sygnał elektryczny.

Jeśli ten sygnał jest wystarczająco silny, aby wskazać, że pojawiają się problemy, moduł baterii/elektroniki z przewodami wyśle Ostrzeżenie na urządzenie mobilne rolnika przez Bluetoothlub dla twojego Komputer krajowy przez Wi-Fi lub z sieci bezprzewodowe istniejący.

Em Testy wykonane na roślinach sojowych i tytoniowychczujnik był w stanie rozróżnić zdrowe rośliny od tych, które niedawno zostały zarażone bakteryjnym środkiem patogenu Pseudomonas syringae pv. pomidor DC3000. Ponadto poziomy h₂O₂ Wskazane przez urządzenie pokrywają się z tymi mierzonymi za pomocą tradycyjnej analizy chemicznej.

„Czujnik może być używany na różne sposoby”, mówi Dong. „Podejście składa się z Rolnik nakłada czujnik na arkuszu rośliny, aby odczytać unikalny odczyt w kilku roślinach. Inne podejście polega na naprawie czujnika w kilku roślinach Sentinel dla Ciągłe monitorowanie przez kilka dni lub tygodni.

Obecna wersja czujnika umożliwia kilka wstawek liści roślin i zostaną wprowadzone nowe ulepszenia w celu zwiększenia jego ponownego użycia. „

To nie jest pierwszy czujnik stres dla zamontowanych arkuszy. Poprzednie przykłady, które działają w różnych sposobach, są opracowywane przez naukowców z University of Tohoku, State University of North Carolina i MIT.