ノースカロライナ州立大学の研究者が率いる 鄭李 パッチを開発しました 植物 病気や、作物の被害や極端な暑さなどの不快感を継続的に監視するために「着用」することができます。
緑の健康センサー
植物から放出される揮発性有機化合物（VOC）を測定することにより、植物のストレスや病気を非侵襲的に監視するウェアラブルセンサーを作成しました。
青山魏、研究の共著者。 ノースカロライナ州立大学の化学および生体分子工学の助教授。
ストレスや作物の病気の現在の検査方法には、植物組織サンプルの採取と実験室分析の実施が含まれます。
ただし、これは栽培者に XNUMX つの測定値しか与えません。収穫とテスト結果の間の時間間隔により、読み取りが難しくなります。
異なる作物、異なる頻度
作物は、さまざまな状況下でさまざまなVOCの組み合わせを放出します。 センサーは、特定の植物の病気やストレスに関連するVOCをターゲットにすることで、ユーザーに特定の問題を警告できます。
「私たちの技術は、プラントに損傷を与えることなく、プラントからの VOC 排出を継続的に監視します」と Wei 氏は言います。 「私たちが実証したプロトタイプは、この監視データを保存しますが、将来のバージョンではデータをワイヤレスで送信します。私たちが開発したものは、栽培者が現場で問題を特定できるようにします。ラボからテスト結果を得るまで待つ必要はありません。」
「グリーン」パッチはどのように作られていますか?
長方形のパッチは長さ 30 mm で、グラフェンベースのセンサーと柔軟な銀ナノワイヤーを含む柔軟な素材で構成されています。 センサーは、さまざまな作物の特定の VOC の存在に反応するさまざまな化学リガンドでコーティングされています。
これにより、システムは植物の葉から放出されるガス中のVOCを検出および測定できます。
研究者たちは、トマト植物でデバイスのプロトタイプをテストしました。 プロトタイプは、次のXNUMX種類のストレスを監視するように設定されました。 植物への物理的損傷と、トマトの疫病を引き起こす病原体である P. infestans による感染。
システムは、損傷がパッチサイトにどれだけ近いかに応じて、XNUMX〜XNUMX時間以内に作物の物理的損傷に関連する変化を検出しました。
物事は改善され、改善される
P.infestansの存在の検出には時間がかかりました。 この技術は、研究者がトマト植物に接種してからXNUMX〜XNUMX日後まで、VOC排出量の変化を検出しませんでした。
「これは、べと病の視覚的症状の発症よりもはるかに速くはありません」とウェイは言います. 「しかし、作物監視システムにより、栽培者はわずかな視覚的症状の検出に頼る必要がなくなります。継続的な監視により、栽培者は植物の病気をできるだけ早く特定できるようになり、病気の蔓延を制限するのに役立ちます。」 .
グリーンパッチのプロトタイプは、すでに同じ数の作物の13種類のVOCを高精度で検出できます。
「ワックス」作物、硬化作物
材料はかなり低コストであることに注意することが重要です。 生産量が増えると、この技術は儲かるでしょう。 このような問題の実用的な解決策は、非常に低いコストで済みます。
「クロップセーバー」パッチの次のステップは? 研究者は現在、VOC に加えて、温度、湿度、およびその他の環境変数を監視できる次世代に取り組んでいます。 前述のように、将来のバージョンは太陽光発電で、ワイヤレス データ転送が可能になります。
