当植物开始经历干旱条件时,新的传感器揭示 2017-06-08 06:26:10

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研究人员已开发出可以印在植物叶子上的传感器,并揭示植物遇到干旱情况时忘了再次将植物浇在桌面上

它可能很快就会发出一个SOS麻省理工学院的工程师创造了可以印在植物叶子上的传感器,并揭示植物何时出现水资源短缺这种技术不仅可以挽救被忽视的室内植物,更重要的是,可以让农民获得麻省理工学院化学工程的碳P Dubbs教授,新研究的高级作者迈克尔斯特拉诺说:“这似乎是我们农业应用中最早的干旱指标”,斯特拉诺说,他们的作物处于危险时的预警他说:“很难以任何其他方式获取这些信息你可以将传感器放入土壤中,或者你可以进行卫星成像和测绘,但你真的不知道某个特定的植物正在检测水的潜力”斯特拉诺已经开始使用一家大型农业生产商开发这些传感器用于农作物,他认为这项技术对园丁和城市农民也有用

它也可能有助于农作物麻省理工学院博士后Volodymyr Koman是该论文的主要作者,该论文发表在11月8日的“芯片可印刷传感器实验室”网络版上,当土壤干涸时,他们开发了新的方法来设计抗旱植物

植物减缓它们的生长,减少光合作用,并对组织造成损害一些植物开始枯萎,但是其他植物没有明显的麻烦迹象,直到它们已经经历了重大伤害新的麻省理工学院传感器利用植物的气孔 - 小孔在叶子表面允许水蒸发随着水从叶子中蒸发,植物中的水压下降,允许它通过称为蒸腾的过程从土壤中吸取水分植物生物学家知道当暴露在光线下时气孔开放在黑暗中关闭,但这种开启和关闭的动态很少被研究,因为没有一个好的方法来实时直接测量它们“人们eady知道气孔对光,二氧化碳浓度,干旱有反应,但现在我们已经能够持续监测它,“科曼说”以前的方法无法产生这种信息“为了创造他们的传感器,麻省理工学院的研究人员使用碳纳米管制成的墨水 - 导电的微小空心碳管 - 溶解在称为十二烷基硫酸钠的有机化合物中,不会损坏气孔这种墨水可以打印在毛孔上以形成电子电路当毛孔是关闭,电路完好无损,可以通过将电路连接到称为万用表的设备来测量电流当孔隙打开时,电路断开,电流停止流动,使研究人员可以非常精确地测量单个孔隙的时间开放或关闭通过测量这几天的开启和关闭,在正常和干燥的条件下,研究人员发现他们可以在两天内检测到植物是经历水压力他们发现在暴露于光线后需要大约7分钟打开气孔,在黑暗降临时需要53分钟才能关闭,但在干燥条件下这些反应会发生变化当植物被剥夺水分时,研究人员发现气孔平均需要摄入水分

打开25分钟,而气孔关闭的时间减少到45分钟“这项工作令人兴奋,因为它开启了将电子设备直接印刷到植物生命上的可能性,以便长期监测植物对环境因素的生理反应,例如干旱,“明尼苏达大学机械工程副教授迈克尔麦卡尔平说,他没有参与研究干旱警报对于这项研究,研究人员测试了一种名为和平百合的植物上的传感器,他们选择了部分是因为它有很大的气孔为了将墨水涂在叶子上,研究人员创造了一个带有微流体通道的印刷模具

将模具放在叶子上,流经通道的墨水沉积在叶子表面上麻省理工学院的团队正在研究一种新的方法,只需在叶子表面贴上贴纸即可应用电子电路 除了大规模的农业生产者,园丁和城市农民可能对这种设备感兴趣,研究人员提出“它可能对农业产生重大影响,特别是在气候变化的情况下,水资源短缺和环境温度变化, “科曼说,在相关工作中,斯特拉诺的实验室正在探索创建这些传感器阵列的可能性,这些传感器可用于检测光线和捕获图像,就像一台摄像机一样

该研究由美国能源部,瑞士国家科学基金会资助和新加坡的科学,研究和技术出版机构:Volodymyr B Koman等人,“使用微流体印刷的植物气孔电子机械传感器进行持久干旱监测”,“芯片实验室”,2017年; DOI:101039 / C7LC00930E资料来源:麻省理工学院新闻的Anne Trafton