Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang bagong patch na ang mga halaman ay maaaring "magsuot" upang patuloy na subaybayan ang mga sakit o iba pang mga stress, tulad ng pinsala sa pananim o matinding init.
"Nilikha namin ang isang naisusuot na sensor na sinusubaybayan ang pagkapagod ng halaman at sakit sa isang hindi nakakaakit na paraan sa pamamagitan ng pagsukat ng pabagu-bago ng isipong mga compound (VOC) na inilalabas ng mga halaman," sabi ni Qingshan Wei, katulong na propesor ng kemikal at biomolecular engineering sa North Carolina State University at -mga katugmang may-akda ng isang papel sa gawain.
Mga kasalukuyang pamamaraan ng pagsubok para sa stress ng halaman o sakit na kasangkot sa pagkuha ng mga sample ng tisyu ng halaman at pagsasagawa ng isang pagsusuri sa isang lab. Gayunpaman, ito ay nagbibigay lamang sa mga growers ng isang pagsukat, at mayroong isang oras lag sa pagitan ng kapag growers kumuha ng isang sample at kapag nakuha nila ang mga resulta ng pagsubok.
Ang mga halaman ay naglalabas ng iba't ibang mga kumbinasyon ng mga VOC sa ilalim ng iba't ibang mga pangyayari. Sa pamamagitan ng pag-target sa mga VOC na nauugnay sa mga tukoy na sakit o stress ng halaman, maaaring alertuhan ng mga sensor ang mga gumagamit sa mga partikular na problema.
"Sinusubaybayan ng aming teknolohiya Mga paglabas ng VOC mula sa halaman na tuloy-tuloy, nang hindi sinasaktan ang halaman, "sabi ni Wei. "Ang prototype na ipinakita namin ay iniimbak ang data ng pagsubaybay na ito, ngunit ang mga hinaharap na bersyon ay magpapadala ng data nang wireless. Ang nabuo namin ay nagbibigay-daan sa mga nagtatanim na makilala ang mga problema sa larangan — hindi sila maghihintay upang makatanggap ng mga resulta sa pagsubok mula sa isang lab. ”
Ang mga parihabang patches ay 30 milimeter (1.18 pulgada) ang haba at binubuo ng isang nababaluktot na materyal na naglalaman ng mga graphene-based sensor at nababaluktot na mga silver na nanowires. Ang mga sensor ay pinahiran ng iba't ibang mga kemikal na ligand na tumutugon sa pagkakaroon ng mga tukoy na VOC, na pinapayagan ang system na makita at masukat ang mga VOC sa mga gas na nagpapalabas ng mga dahon ng halaman.
Sinubukan ng mga mananaliksik ang isang prototype ng aparato sa mga halaman ng kamatis. Ang prototype ay na-set up upang subaybayan ang dalawang uri ng stress: pisikal na pinsala sa halaman at impeksyon ni P. infestans, ang pathogen na sanhi ng huli sakit sa sakit sa kamatis. Nakita ng system ang mga pagbabago sa VOC na nauugnay sa pisikal na pinsala sa loob ng isa hanggang tatlong oras, depende sa kung gaano kalapit ang pinsala sa site ng patch.
Natutukoy ang pagkakaroon ng P. infestans tumagal. Hindi nakuha ng teknolohiya ang mga pagbabago sa paglabas ng VOC hanggang sa tatlo hanggang apat na araw pagkatapos na ma-inoculate ng mga mananaliksik ang mga halaman na kamatis.
"Ito ay hindi malinaw na mas mabilis kaysa sa paglitaw ng mga visual na sintomas ng huli na sakit na sakit," sabi ni Wei. "Gayunpaman, ang sistema ng pagsubaybay ay nangangahulugang ang mga nagtatanim ay hindi kailangang umasa sa pagtuklas ng mga minutong sintomas ng visual. Ang patuloy na pagsubaybay ay magbibigay-daan sa mga nagtatanim na makilala ang mga sakit sa halaman sa lalong madaling panahon, na makakatulong sa kanilang limitahan ang pagkalat ng sakit. "
"Ang aming mga prototype ay nakakakita na ng 13 magkakaibang mga VOC ng halaman na may mataas na katumpakan, pinapayagan ang mga gumagamit na bumuo ng isang pasadyang sensor array na nakatuon sa mga stress at sakit na sa palagay ng isang grower ay pinaka-kaugnay," sabi ni Yong Zhu, propesor ng mechanical at aerospace engineering at co -mga katugmang may-akda ng papel.
"Mahalaga rin na tandaan na ang mga materyales ay medyo mababa ang gastos," sabi ni Zhu. "Kung ang pagmamanupaktura ay nadagdagan, sa palagay namin ang teknolohiyang ito ay abot-kayang. Sinusubukan naming bumuo ng isang praktikal na solusyon sa isang problema sa totoong mundo, at alam namin na ang gastos ay isang mahalagang pagsasaalang-alang. "
Ang mga mananaliksik ay kasalukuyang nagtatrabaho upang bumuo ng isang susunod na henerasyon na patch na maaaring subaybayan para sa temperatura, halumigmig, at iba pang mga variable sa kapaligiran pati na rin ang mga VOC. At habang ang mga prototype ay pinapatakbo ng baterya at nakaimbak ng data sa site, pinaplano ng mga mananaliksik para sa mga hinaharap na bersyon na maging solar powered at may kakayahang paglipat ng data ng wireless.
Si Zheng Li, isang dating postdoc sa NC State na ngayon ay isang katulong na propesor sa Unibersidad ng Shenzhen, at si Yuxuan Li, isang mag-aaral sa PhD sa NC State, ay kapwa mga may-akda ng papel, na inilathala sa journal Maging mahalaga. Ang mga karagdagang coauthor ay mula sa Stony Brook University at NC State.
Ang gawain ay nakatanggap ng suporta mula sa Kagawaran ng Agrikultura ng Estados Unidos, National Science Foundation, at Estado ng NC.
Source: NC State
Tungkol sa Ang May-akda
paghahardin ng libro
Orihinal na lumitaw ang artikulong ito sa Futurity
