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“植物紋身傳感器”,利用石墨烯改善農業

随着愛荷華州立大學的新技術的發展,多功能材料石墨烯正被用于改善農業。自打發現,石墨烯可以利用其非凡的超強、super-conductive屬性置于越來越多應用。最新這一個涉及使用它作為傳感器監控水量,以及植物需要最大化他們增長潛力的成長時間。

傳感器的工作原理

通過使用3d打印技術或通過先進的成型工藝,研究人員開發了一種在聚合物塊表面形成複雜的石墨烯圖案的工藝。一旦圖案被應用,液體石墨烯溶液被塗在聚合物塊上以填充縮進圖案。

所有多餘的石墨烯都要用膠帶去除,然後再用另一條膠帶來剝離石墨烯圖案,在膠帶上形成傳感器。這種傳感器的寬度不到5百萬分之一米,用膠帶制成的超小型傳感器隻需要幾分錢。

當與水接觸時,材料的性質會随着導電性的變化而改變,這使得傳感器本身對水分高度敏感。這使得精确測量植物的蒸騰速率成為可能。科學家們很高興使用這種基于磁帶的傳感器來進行農業方法的研究,因為這是第一個“可穿戴”設備監測生長情況的實際例子。

石墨烯傳感器可以檢測到關于如何優化生長環境和生長方法的關鍵信息。至關重要的是,監測過程本身并不能抑制或破壞植物本身的生命。

正是這樣的技術使科學家能夠密切監測植物根部水的存在,同時檢查水分是如何從根部一直到較低的梯級葉片,一直到植物的頂層葉片,即使這種植物是8英尺高的玉米稭稈。

有了這樣的工具,我們就能開始培育出更有效利用水的植物。真令人興奮。我們以前做不到。但是,一旦我們可以測量一些東西,我們就可以開始理解它。——帕特裡克·施納貝爾,愛荷華州研究員。

更多可穿戴傳感器技術

這項新技術被研究人員稱為“植物紋身傳感器”,他們非常樂觀地認為它可以應用于許多其他應用和環境。在不久的将來,可穿戴傳感器技術還可以與其他可用于檢測壓力和應變的傳感器結合使用。例如,已經開發了一種智能手套,它可以檢測手部運動并提供有關壓力和運動的數據。

預計在不久的将來,将在生物醫學診斷、監測特定環境的各個方面、監測高層建築的結構完整性以及監測作物是否存在病蟲害或對殺蟲劑的反應等領域,使用石墨烯制造的可穿戴傳感器技術,用于新穎而重要的應用領域。

來源:搜狐網

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