Sebagai ilmuwan tanaman Iowa State University, Patrick Schnable bekerja dengan biaya rendah, sensor berbasis graphene yang dapat dipasang pada tanaman. Teknologi ini mengukur waktu yang dibutuhkan dua jenis tanaman jagung untuk memindahkan air dari akarnya, ke daun bagian bawahnya, dan kemudian ke daun atas mereka. Informasi yang dikumpulkan akan memberikan jenis data baru bagi peneliti dan petani.
“Dengan alat seperti ini, kita bisa mulai membudidayakan tanaman yang lebih hemat dalam menggunakan air, " dia berkata. "Itu menyenangkan. Kami tidak bisa melakukan ini sebelumnya. Setelah kita dapat mengukur sesuatu, kita bisa mulai memahaminya.”
Dijuluki tato sensor tanaman, teknologi ini dikembangkan oleh Liang Dong, seorang profesor teknik elektro dan komputer Iowa State, untuk memungkinkan pengukuran air ini. Seval Oren, seorang mahasiswa doktoral di bidang teknik listrik dan komputer, juga membantu mengembangkan teknologi fabrikasi sensor. Dapat diurutkan, bersama dengan Halil Ceylan, seorang profesor sipil, konstruksi, dan teknik lingkungan, membantu dalam pengujian aplikasi sensor.
teknologi yang menarik bagi para peneliti
Pertama kali ditemukan pada tahun 2004, graphene terbuat dari lembaran karbon sarang lebah hanya setebal satu atom. Sifatnya menarik peneliti karena kuat dan stabil, tipis, hampir sepenuhnya transparan, sangat ringan, dan konduktor listrik dan panas yang menakjubkan.
“Kami mencoba membuat sensor yang lebih murah dan tetap berkinerja tinggi, ” kata Dong.
Untuk melakukannya, tim mengembangkan proses untuk membuat pola graphene yang rumit pada pita. Langkah pertama, Dong menjelaskan, menciptakan pola indentasi pada permukaan blok polimer, baik dengan proses pencetakan atau dengan pencetakan 3-D. Insinyur menerapkan solusi graphene cair ke blok, mengisi pola indentasi. Mereka menggunakan selotip untuk menghilangkan kelebihan graphene dan kemudian mengambil pita lain untuk menarik pola graphene, yang menciptakan sensor pada rekaman itu.
Proses ini dapat menghasilkan pola yang presisi sekecil 5 sepersejuta meter. Membuat pola begitu kecil, Dong berkata, meningkatkan sensitivitas sensor.
“Proses pembuatannya sederhana. Anda cukup menggunakan selotip untuk membuat sensor ini. Biayanya sen, " dia berkata.
Melacak transpirasi
Dalam studi tanaman, sensor dibuat dengan graphene oxide, bahan yang sangat sensitif terhadap uap air. Kehadiran uap air mengubah konduktivitas material, yang dapat diukur untuk secara akurat mengukur transpirasi dari daun, ” jelas Dong.
Berhasil diuji di laboratorium dan percobaan lapangan percontohan, tiga tahun, $472, Hibah 363 dari Inisiatif Penelitian Pertanian dan Pangan USDA akan mendukung lebih banyak pengujian lapangan transportasi air di tanaman jagung. Michael Castellano, seorang profesor agronomi Iowa State, dan William T. Frankenberger, profesor ilmu tanah, akan memimpin proyek. Dong dan Schnable akan bertindak sebagai penyelidik bersama.
pergi ke pasar
Yayasan Penelitian Universitas Negeri Iowa telah mengajukan paten pada teknologi sensor.
Itu juga telah memberikan opsi untuk mengkomersialkan teknologi ke EnGeniousAg, sebuah Ames, rendah, rintisan. Didirikan oleh Dong, Dapat diurutkan, Castellano, dan James Schnable, asisten profesor agronomi dan hortikultura di Universitas Nebraska-Lincoln, seorang kolaborator pada proyek sensor Iowa State lainnya yang memicu pendirian perusahaan.
“Konsep sensor elektronik yang dapat dipakai untuk tanaman adalah hal baru, ” kata Dong. “Aplikasi paling menarik dari sensor berbasis pita yang telah kami uji sejauh ini adalah sensor tanaman. Sensor tanaman sangat kecil sehingga dapat mendeteksi transpirasi dari tanaman, tetapi mereka tidak akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman atau produksi tanaman.”
Itu tidak semua sensor bisa lakukan.
Mereka juga dapat membuka pintu baru untuk berbagai aplikasi lain, termasuk sensor untuk diagnostik biomedis, untuk memeriksa integritas struktural bangunan, dan untuk pemantauan lingkungan. Setelah beberapa modifikasi, sensor dapat digunakan untuk menguji penyakit atau pestisida pada tanaman.
Belajarlah lagi
• Liang Dong
515/294-0388
[email protected]
• Patrick Schnable
515/294-0975
[email protected]
• EnGeniousAg
[email protected]
engeniousag.com
