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“植物纹身传感器”,利用石墨烯改善农业

随着爱荷华州立大学的新技术的发展,多功能材料石墨烯正被用于改善农业。自打发现,石墨烯可以利用其非凡的超强、super-conductive属性置于越来越多应用。最新这一个涉及使用它作为传感器监控水量,以及植物需要最大化他们增长潜力的成长时间。

传感器的工作原理

通过使用3d打印技术或通过先进的成型工艺,研究人员开发了一种在聚合物块表面形成复杂的石墨烯图案的工艺。一旦图案被应用,液体石墨烯溶液被涂在聚合物块上以填充缩进图案。

所有多余的石墨烯都要用胶带去除,然后再用另一条胶带来剥离石墨烯图案,在胶带上形成传感器。这种传感器的宽度不到5百万分之一米,用胶带制成的超小型传感器只需要几分钱。

当与水接触时,材料的性质会随着导电性的变化而改变,这使得传感器本身对水分高度敏感。这使得精确测量植物的蒸腾速率成为可能。科学家们很高兴使用这种基于磁带的传感器来进行农业方法的研究,因为这是第一个“可穿戴”设备监测生长情况的实际例子。

石墨烯传感器可以检测到关于如何优化生长环境和生长方法的关键信息。至关重要的是,监测过程本身并不能抑制或破坏植物本身的生命。

正是这样的技术使科学家能够密切监测植物根部水的存在,同时检查水分是如何从根部一直到较低的梯级叶片,一直到植物的顶层叶片,即使这种植物是8英尺高的玉米秸秆。

有了这样的工具,我们就能开始培育出更有效利用水的植物。真令人兴奋。我们以前做不到。但是,一旦我们可以测量一些东西,我们就可以开始理解它。——帕特里克·施纳贝尔,爱荷华州研究员。

更多可穿戴传感器技术

这项新技术被研究人员称为“植物纹身传感器”,他们非常乐观地认为它可以应用于许多其他应用和环境。在不久的将来,可穿戴传感器技术还可以与其他可用于检测压力和应变的传感器结合使用。例如,已经开发了一种智能手套,它可以检测手部运动并提供有关压力和运动的数据。

预计在不久的将来,将在生物医学诊断、监测特定环境的各个方面、监测高层建筑的结构完整性以及监测作物是否存在病虫害或对杀虫剂的反应等领域,使用石墨烯制造的可穿戴传感器技术,用于新颖而重要的应用领域。

来源:搜狐网

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