植物可穿戴傳感器 可檢測植物的蒸騰作用

2020-11-27 電子發燒友

植物可穿戴傳感器 可檢測植物的蒸騰作用

工程師3 發表於 2018-04-30 09:07:00

來自愛荷華州立大學的植物科學家已經開發出了一種可以貼在植物上的小型石墨烯傳感器，為研究人員和農民提供了更多的數據，從而可以帶來更加穩健的年度收穫。

基於石墨烯的新型傳感器可以為農民提供更精確的測量，以確定農作物需要多長時間才能充分發揮其潛力。

愛荷華州立大學植物科學家Patrick Schnable在一份聲明中表示：「藉助這樣的工具，我們可以開始培育更高效利用水的植物。真令人興奮。我們以前無法做到這一點。但是，一旦我們能夠衡量一些東西，我們就可以開始理解它了。」

研究人員在膠帶上製作複雜的石墨烯圖案，通過模塑工藝或3D列印在聚合物塊表面創建凹痕圖案。然後，他們將液體石墨烯溶液施加到聚合物塊上以填充縮該凹痕圖案。

該團隊使用膠帶去除多餘的石墨烯，並用另一條膠帶拉開石墨烯圖案，在膠帶上形成傳感器。由此形成了僅有百萬分之一米寬的圖案。

愛荷華州電氣和計算機工程副教授Liang Dong在一份聲明中說：「這個製造過程非常簡單。你只需用膠帶來製造這些傳感器。成本很低。」

這項基於石墨烯的技術，被研究人員稱為「植物紋身傳感器」，也被用於開發其他可穿戴式應變和壓力傳感器，包括內置於測量手部動作的智能手套中的傳感器。

在植物研究的情況下，傳感器由石墨烯氧化物製成，石墨烯氧化物是對水蒸氣非常敏感的材料，可以改變材料的電導率並且可以量化以準確測量葉子的蒸騰作用。

Dong說：「迄今為止我們測試過的磁帶傳感器最令人興奮的應用是植物傳感器。植物可穿戴電子傳感器的概念是全新的。」

「植物傳感器非常小，可以檢測植物的蒸騰作用，但不會影響植物生長或作物生產。」

該傳感器也可用於其他應用，包括生物醫學診斷，檢查建築物的結構完整性，環境監測，或者可能在調整之後用於作物對疾病或殺蟲劑的測試。

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