یک فناوری قابل استفاده برای گیاهان: من تشنمه، به من آب بده!!

دستگاه‌های لمسی جدید، به عنوان شمارنده‌های ساده عمل می‌کنند. برخی از ساعت‌های هوشمند اکنون با الکترودهایی که روی پوست قرار می‌گیرند، فعالیت الکتریکی قلب فرد را نظارت می‌کنند. با توجه به اینکه بسیاری از دستگاه‌ها می‌توانند داده‌های جمع‌آوری شده را به صورت بی‌سیم به اشتراک بگذارند، پزشکان می‌توانند از راه دور سلامتی بیماران خود را پایش و  ارزیابی کنند.

به همان اندازه، دستگاه‌های لمسی گیاهی می‌توانند به کشاورزان و باغبانان کمک کنند تا از راه دور سلامت گیاهان خود را پایش کنند، از جمله محتوای آب برگ – نشانگر حیات و استرس خشکی. پژوهشگران پیش‌تر الکترودهای فلزی برای این منظور توسعه داده بودند،مشکلاتی در نگه‌داشتن آن‌ها وجود داشت که باعث کاهش دقت داده‌های جمع آوری شده می‌شد. بنابراین، تیم رناتو لیما به دنبال طراحی یک الکترود پایدار و مطمئن برای پایش بلندمدت بر تنش آبی گیاهان بود.

پژوهشگران دو نوع الکترود را طراحی کردند: یکی از نیکل با الکترود دوار باریک و خمیده، و دیگری از کاغذی نیمه سوخته که با یک لایه مومی پوشانده شده بود. زمانی که تیم هر دو الکترود را با چسب شفاف به برگ‌های جدا شده از یک گیاه سویا الصاق کرد، الکترودهای مبتنی بر نیکل عملکرد بهتری داشتند و به مرور که برگ‌ها خشک می‌شدند، سیگنال‌های بزرگتری تولید می‌شدند. همچنین، الکترودهای فلزی به سطح برگ‌ها بهتر چسبیدند که احتمالا به خاطر طراحی نازک و خمیده فیلم فلزی بود که باعث شد تا بهتر از چسب به سطح برگ متصل شود.

در مرحله بعد، پژوهشگران یک دستگاه لمسی برای گیاه با الکترودهای فلزی ساخته و آن را به یک گیاه زنده در گلخانه متصل کردند. این دستگاه اطلاعات را از طریق فناوری بی‌سیم به یک برنامه تلفن همراه و وب‌سایت ارسال می‌کرد و با استفاده از یک تکنیک یادگیری ماشین ساده و سریع، این داده‌ها را با موفقیت به درصد محتوای آب از دست رفته تبدیل می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند که نظارت بر محتوای آب بر روی برگ‌ها می‌تواند به طور غیر مستقیم اطلاعاتی را درباره آفات و عوامل سمی ارائه دهد. با توجه به اینکه دستگاه قابل حمل گیاهی اطلاعات قابل اعتمادی را در مورد گیاهان در محیط گلخانه ای فراهم می‌کند، آنها در حال حاضر قصد دارند این دستگاه‌ها را در باغ‌ها و مزارع باز آزمایش کنند تا بتوانند زمان آبیاری گیاهان را تعیین کنند تا هم بتوانند در مصرف آب صرفه‌جویی کرده و هم عملکرد محصول را افزایش دهند.

با این حال، باربوزا و همکارانشان در مقاله‌ی خود می‌نویسند که این فناوری می‌تواند علاوه بر افزایش عملکرد محصول، امنیت غذایی را نیز بهبود بخشد. “پپلت فرم ما می تواند نه تنها برای ارائه بینش هایی در مورد عملکرد نهاده های کشاورزی برای سرعت بخشیدن به تجارت آنها از اهمیت اساسی برخوردار باشد، بلکه برای کمک به ارزیابی سمیت نانومواد با نظارت بر رشد گیاه در زمان واقعی نیز مفید باشد، بدین ترتیب به ایمنی فناوری‌های نانویی نیز کمک می‌کند.”