Інженери з Університету Тафтса розробили “натільний” сенсор для рослин, який допомагає виявляти нестачу води та інші проблеми ще до появи видимих ознак. Технологія може дати фермерам змогу швидше реагувати на стрес агрокультур і зменшувати втрати врожаю.
Про це пише Earth.com.
Нова система складається з двох пристроїв, які кріпляться безпосередньо до живої рослини й не заважають її розвитку. Один із них має вигляд тонкого пластиру, що прилягає до листка, а інший — еластичної стрічки, яка охоплює стебло та залишається на місці навіть під час сильного вітру.
Пластир вимірює температуру й рівень вологості під поверхнею листка. Стрічка водночас відстежує навіть незначні зміни товщини стебла під час росту рослини.
Особливістю розробки стало те, що вона не потребує зовнішніх батарейок. Необхідну для роботи енергію сенсор отримує завдяки випаровуванню вологи із самої рослини.
За словами дослідника Університету Тафтса Нафіза Хоссейна, пристрій працює як система раннього попередження. Він зазначив, що більшість наявних аналогів мають обмежені можливості та залежать від зовнішніх акумуляторів, що ускладнює їх використання у польових умовах.
Створити сенсор вдалося завдяки кристалам оксиду ванадію, розділеним на ультратонкі нанолисти. Коли всередину потрапляє вода, утворюються іони, які виробляють невеликий електричний струм мікроватної потужності — цього достатньо для роботи електроніки з низьким енергоспоживанням.
Еластичну стрічку виготовили за принципом японського мистецтва кірігамі. Вона легко розтягується й згинається разом зі стеблом, а спеціальний м’який гель змінює електричний опір залежно від його товщини. Поєднання двох сенсорів дозволяє одночасно фіксувати швидкі зміни через втрату вологи та довготривалі процеси росту.
Систему вже випробували на кущах солодкого перцю в умовах, наближених до реальних. Пристрої змогли точно відрізнити здорові рослини від тих, що потерпали від нестачі води або надлишку солі. У здорових перців стебло продовжувало стабільно рости, тоді як у стресових умовах цей процес майже припинявся.