کد خبر: ۵۰۱۲۱
تاریخ انتشار: ۲۹ آبان ۱۳۹۶- ۰۸:۱۸
دوباره فراموش کرده‌اید به گلدان روی میز خود آب دهید؟ گلدانتان ممکن است به‌زودی قادر به ارسال SOS شود.

دوباره فراموش کرده‌اید به گلدان روی میز خود آب دهید؟ گلدانتان ممکن است به‌زودی قادر به ارسال SOS شود.

به گزارش ایانا از سایت ساینس دیلی مهندسان دانشگاه MIT حسگرهایی ساخته اند که می تواند بر روی برگ های گیاه چاپ شود و نشان دهد گیاه دچار کمبود آب شده است. مایکل استرانو، استاد مهندسی شیمی در MIT و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید این نوع تکنولوژی نه تنها گیاهان خانگی فراموش شده را نجات می دهد بلکه مهم تر از آن، زمانی که محصولات کشاورزان در خطر باشند به آن ها هشدار اولیه را می دهد.

استرانو می گوید :" به نظر می رسد که این حسگر اولین شاخص خشکسالی باشد که ما برای برنامه های کابردی کشاورزی ساخته ایم". "سخت است که این اطلاعات را از راه دیگری بدست آورد. شما می توانید حسگرها را در خاک قرار دهید یا می توانید از تصاویر و نقشه های ماهواره ای استفاده کنید، اما هرگز نخواهید فهمید که یک گیاه خاص چه میزان ذخیره آب دارد".

استرانو در حال حاضر شروع به کار با تولید کنندگان بزرگ کشاورزی کرده است تا این سنسورها را برای استفاده برای محصولات توسعه دهد، او باور دارد که این تکنولوژی می تواند همچنین در باغبانی و کشاورزی شهری نیز مفید باشد. او می گوید همچنین این روش می تواند به پژوهشگران کمک کند راه های جدیدی را برای مهندسی گیاه مقاوم به خشکسالی توسعه دهند.

ولیدمیر کومان، سرپرست نویسندگان این مقاله که در نسخه آنلاین مجله ی آزمایشگاه روی تراشه ((Lab on Chip منتشر شده است می باشد.


حسگرهای قابل چاپ

زمانی که خاک خشک می شود، گیاهان رشد خود را آهسته و عمل فتوسنتز را کاهش می دهند و آسیبی که به بافت هایشان وارد می شود را تاب می آورند. برخی گیاهان پژمرده می شوند، اما سایرین، تا زمانی که آسیب قابل ملاحظه ای نبینند نشانه ی قابل مشاهده ای از مشکل نشان نمی دهند.

این سنسورها از روزنه گیاه – منافذ کوچک در سطح برگ که اجازه می دهد آب تبخیر شود- استفاده می کنند. با تبخیر آب از سطح برگ، فشار آب در گیاه کاهش می یابد و به آن اجازه می دهد تا آب را از خاک و از طریق فرآیندی که به آن تعرق می گویند دریافت کند.

زیست شناسان گیاهی می دانند که روزنه ها زمانی که در معرض نور قرار گیرند باز شده و در تاریکی بسته می شوند، اما مطالعه زیادی بر روی دینامیک این باز و بسته شدن انجام نشده زیرا راه خوبی برای اندازه گیری مستقیم آنها در زمان واقعی وجود نداشته است.

کومان می گوید: "مردم می دانند که روزنه ها به نور، غلظت کربن دی اکسید و خشکسالی پاسخ می دهند اما ما اکنون می توانیم به طور پیوسته آن را بازبینی کنیم". "روش های قبلی قادر به تولید این نوع اطلاعات نبودند".

پژوهشگران MIT برای ساخت این سنسورها از جوهرهای ساخته شده از نانولوله های کربنی- لوله های کوچک توخالی کربن که رسانای برق هستند- که در یک ترکیب محلول در آب ارگانیک به نام سدیم دودسیل سولفات که به روزنه ها آسیب نمیزند قرار گرفته استفاد کردند. این جوهر می تواند برای ایجاد یک مدار الکترونیکی، از طریق منافذ چاپ شود. زمانی که منافذ بسته می شود، این مدار دست نخورده باقی می ماند و جریان می تواند با اتصال مدار به دستگاهی به نام مولتی متر اندازه گیری شود. زمانی که منافذ باز می شود، مدار شکسته شده و جریان متوقف می شود و به پژوهشگران اجازه می دهد که به طور دقیق زمانی که یک منفذ باز یا بسته می شود را اندازه گیری کنند.

با اندازه گیری این باز و بسته شدن در طی چند روز، تحت شرایط طبیعی و خشک، این پژوهشگران دریافتند که آنها می توانند در عرض دو روز متوجه شوند که گیاه دچار کم آبی شده است. آن ها دریافتند که ۷ دقیقه طول می کشد تا روزنه پس از قرار گرفتن در معرض نور باز و ۵۳ دقیقه طول می کشد تا در تاریکی بسته شود، اما این پاسخ ها در شرایط خشکسالی تغییر می کند. پژوهشگران دریافتند زمانی که گیاه دچار کم آبی می شود ۲۵ دقیقه طول می کشد تا روزنه باز شود، در حالی که مدت زمان بسته شدن روزنه به ۴۵ دقیقه کاهش می یابد.


هشدار خشکسالی

پژوهشگران برای این مطالعه، سنسورها را بر روی گیاهی به نام پیس لیلی (peace lily) آزمایش کردند که روزنه های بزرگی دارد. این پژوهشگران برای به کار بردن جوهر بر روی برگ ها، یک قالب چاپی با یک کانال میکروفلوئیدیک ساختند. زمانی که جوهر بر روی برگ قرار می گیرد، جریان جوهر از طریق کانال بر روی سطح برگ می ریزد.

تیم MIT اکنون بر روی راه جدیدی برای به کار بردن مدار الکترونیکی به وسیله قرار دادن ساده ی یک برچسب بر روی سطح برگ انجام می شود کار می کنند. محققان گمان می کنند علاوه بر تولید کنندگان بزرگ محصولات کشاورزی، باغبانان و کشاورزان شهری ممکن است به چنین وسیله ای علاقه مند باشند.

کومان می گوید: «"ین کار می تواند برای کشاورزی پیامدهای بزرگی داشته باشد، به خصوص با وجود تغییرات آب و هوایی که در آن شما کمبود آب و تغییر در دمای محیط را خواهید داشت".

در کارهای مرتبط، آزمایشگاه استرانو در حال بررسی امکان ایجاد نظمی برای این سنسورها است که می تواند برای تشخیص نور و گرفتن عکس ها، شبیه دوربین عکاسی، استفاده شود.

مترجم: بهاران پدرام

ارسال به دوستان
نسخه چاپی
عناوین مرتبط
نام:
ایمیل:
* نظر: