Dispositivo flexible integrado unido a la epidermis inferior de la hoja para controlar los procesos de transpiración. Crédito:Lu et al. ACS Nano (2020), DOI:10.1021 / acsnano.0c03757
La aparición de tensiones bióticas y abióticas supone un posible deterioro del crecimiento y el rendimiento de las plantas. Por tanto, es muy importante realizar un seguimiento y una evaluación precisos del estado fitosanitario; sin embargo, Los sensores convencionales voluminosos y pesados suelen estar restringidos a condiciones climáticas centralizadas o realizan mediciones en cámaras de intercambio de gases.
Una estrategia se basa en la interconexión inteligente de las plantas con sensores flexibles. Sin embargo, Es un desafío aprovechar la información fisiológica de las plantas debido a sus vías de señalización relativamente complejas. Adicionalmente, La detección sincrónica de factores de estrés abiótico exige un flexible, sistema de sensor multifuncional para un monitoreo prolongado sin degradación del rendimiento ni interferencias de señal.
En un estudio reciente publicado en ACS Nano titulado "Sistema de sensores flexibles para la atención sanitaria de plantas multimodales, "investigadores de la Universidad de la Prefectura de Osaka (OPU) informan sobre un sistema de sensor flexible multimodal integrado que comprende un sensor de humedad ambiental, un sensor de humedad de hojas, un sensor óptico y un sensor de temperatura que pueden aprovechar los posibles problemas de salud fisiológica de las plantas. Significativamente, Las condiciones de deshidratación se registran visualmente en una Pachira macrocarpa durante un seguimiento a largo plazo (> 15 días) basado en dichas biointerfaces planta-máquina aprovechando el proceso de transpiración de la planta.
Usando ZnIn apilado 2 S 4 (ZIS) nanohojas como medio de detección del núcleo, el sensor flexible basado en nanohojas ZIS no solo puede percibir la iluminación de la luz con una respuesta rápida (~ 4 ms), sino que también controle la humedad con un rendimiento constante y duradero. Como las nanohojas ZIS se aplican en el sensor de humedad por primera vez, Se llevaron a cabo en detalle investigaciones teóricas y experimentales del mecanismo de detección de humedad. Tres tensiones abióticas primarias (es decir, humedad, luz y temperatura) que gobiernan la transpiración de las plantas se miden sin efecto de acoplamiento cruzado de señal en tiempo real.
Foto del dispositivo sanitario de planta flexible multimodal (izquierda) y esquema de las estructuras detalladas del dispositivo con diferentes componentes funcionales (derecha). Crédito:Lu et al. ACS Nano (2020), DOI:10.1021 / acsnano.0c03757
"La mayoría de los sensores flexibles se han aplicado al monitoreo de la salud humana y / o interfaces hombre-máquina. El concepto propuesto del sistema de sensor flexible multimodal para el monitoreo del estado de la salud de las plantas puede abrir un camino hacia la agricultura inteligente". "dijo el profesor Dae-Hyeong Kim, un experto en electrónica blanda.
Prof. Kuniharu Takei, el líder de este proyecto, dijo, "Al seleccionar racionalmente los materiales y electrodos de detección activos, hemos abordado el rendimiento duradero del sensor para el seguimiento a largo plazo de las tensiones abióticas en las plantas, así como la recopilación de señales multicanal sin diafonía ".
Las tareas futuras incluyen reducir aún más el grosor y el peso de los sistemas de sensores flexibles, aumentar las funcionalidades del sensor en respuesta a otras tensiones bióticas y abióticas, y la mejora de las capacidades para decodificar señales químicas vegetales en patrones espacio-temporales. La influencia del gas ambiental, como CO 2 , O 2 , o no X , en la salida del sensor también debe tenerse en cuenta.
