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新鲜!传感器可以监测植物缺水状况‘华体会’

更新时间  2022-08-01 00:19 阅读
本文摘要:又忘了给你桌上的植物施肥吗?它有可能迅速就能收到求救信号。据麦姆斯咨询报导,麻省理工学院的工程师们发明者了可以打印机在植物叶子上的传感器,一旦植物正处于缺水状态时,传感器就不会有提示信息。麻省理工学院化学工程学院的教授同时也是是该项技术的发明者MichaelStrano讲解这种技术不仅可以救活被忽视的室内盆栽植物,更加最重要的应用于是当农作物正处于危险性状态时收到预警。“在农业领域,能对旱季收到最先的命令,”Strano说道,“很难用其他方式获得这些信息。

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又忘了给你桌上的植物施肥吗?它有可能迅速就能收到求救信号。据麦姆斯咨询报导,麻省理工学院的工程师们发明者了可以打印机在植物叶子上的传感器,一旦植物正处于缺水状态时,传感器就不会有提示信息。麻省理工学院化学工程学院的教授同时也是是该项技术的发明者MichaelStrano讲解这种技术不仅可以救活被忽视的室内盆栽植物,更加最重要的应用于是当农作物正处于危险性状态时收到预警。“在农业领域,能对旱季收到最先的命令,”Strano说道,“很难用其他方式获得这些信息。

你可以把传感器埋进土壤里,或通过做到卫星光学和绘图,但是你总有一天也无法获得明确某棵植物的水分状态。”Strano早已开始与大型农业生产商合作,将这类传感器用作农作物。他指出,这项技术也可以被园丁和城市化农民所用。

他指出,这有可能也有助研究人员研发新的方法来培育抗旱植物。麻省理工大学博士后VolodymyrKoman,也是该论文的主要作者。该论文于11月8日在期刊《芯片实验室》(LabonaChip)的网站上公开发表。

麻省理工学院的化学工程师发明者了可以检测植物气孔启闭的传感器(来源:麻省理工学院化学工程学院)可打印机的传感器当土壤变干时,植物生长速度减缓,红藻活性减少,对的组织产生伤害。有些植物开始枯死,但有些植物在遭到根本性伤害之前并不显露出任何迹象。麻省理工学院发明者的传感器利用了植物的气孔——叶子的水分通过其表面的小气孔冷却。当水分从叶子中冷却时,植物中的水压减少,从而通过叫作蒸腾作用的过程从土壤中吸取水分。

植物生物学家虽然告诉气孔在阳光下对外开放并在黑暗中重开,但对这种开闭的动力学研究很少,因为目前还没动态的必要测量气孔的好方法。“气孔对光、二氧化碳浓度、水分的反应机理早已为人类熟知,现在我们早已需要倒数监控这种反应,”Koman说道,“而以前的方法无法获得这种信息。”为了生产这种传感器,麻省理工学院的研究人员用于了一种由碳纳米管做成的墨水,这种微小的空心碳管能导电,再行沉淀在一种被称作“十二烷基硫酸钠”的有机化合物中,并会毁坏气孔。这种墨水可以印刷在气孔上构成电路。

当气孔开口时,电路相连,电流可以通过将电路相连到万用表展开测量。当气孔对外开放时,电路插入,电流无法通过。

这就容许了研究人员精确测量某个单孔是对外开放还是开口的。经过几天的测量,研究人员找到,在长时间和潮湿的条件下,必须两天时间才能找到植物的水分出现异常。他们找到,有光照后气孔约须要7分钟才不会对外开放,当黑暗复活时,要经历53分钟才能重开,但这些反应在潮湿的条件持续性发生变化。

研究人员找到,当植物水分缺陷时气孔对外开放的平均值时间为25分钟,而气孔重开的时间增加到45分钟。明尼苏达大学机械工程系副教授MichaelMcAlpine虽然没参予这项研究,但他指出“这项工作是令人兴奋的。因为这获取了必要印刷电子器件在植物,并长年监测植物对环境因素(如旱季)产生的生理反应的可能性。

”旱季预警在这项研究中,研究人员在一种叫作“和平百合”的植物上对传感器展开了。之所以自由选择和平百合,是因为它的气孔大。为了将墨水打印机到叶子上,研究人员发明者了一种具有微流体地下通道的印刷模具。

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当模具被摆放在叶子上时,流到地下通道的墨水被沉积在叶子表面。麻省理工学院的研究小组于是以致力于一种新方法,只需非常简单地在树叶表面张贴上一张“贴”来构建电子电路。研究人员建议,除了大型农业生产者之外,园丁和城市化农民应当对这种设备也有兴趣。“这对农业来讲意义根本性。

尤其是随着气候的变化,将经常出现水资源紧缺和环境温度变化的地区。”Koman说道。在工作中,Strano的实验室正在探寻建构传感器阵列的可能性,这可以用来观测光线,并如照相机一般地捕猎图像。这项研究由美国能源部、瑞士国家科学基金会、新加坡科技研究局资助。


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