Đại học Bang North Carolina: Phát triển thành công miếng dán mà thực vật có thể "mang” theo dõi các loại bệnh cây trồng

Thành Ánh (theo Phys.org) | Thứ sáu - 30/07/2021 03:29
 
Mới đây, Đại học Bang North Carolina (Hoa Kỳ) đã có nghiên cứu và phát triển thành công miếng dán mà thực vật có thể "mang" để theo dõi liên tục các bệnh thực vật hoặc các căng thẳng khác như các mối nguy hại cây trồng hoặc nhiệt độ quá cao.
thuong kimloan mieng dan

Hiện nay, các phương pháp để kiểm tra sự căng thẳng hoặc bệnh của cây là lấy mẫu mô thực vật và tiến hành kiểm tra trong phòng thí nghiệm. Thế nhưng, điều này chỉ cung cấp cho người trồng một lần thông tin và nó mất nhiều thời gian từ lúc lấy mẫu đến khi họ nhận được kết quả xét nghiệm.

Theo đó, miếng dán cảm biến có thể theo dõi sự căng thẳng và bệnh của cây trồng theo cách không xâm lấn, bằng cách đo các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) do thực vật thải ra. Được biết, thực vật thải ra các kết hợp VOC khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Bằng cách nhắm vào mục tiêu là các VOC có liên quan đến các bệnh cụ thể hoặc căng thẳng của cây trồng, các cảm biến có thể cảnh báo người dùng về các vấn đề cụ thể.

Trong đó, các miếng dán hình chữ nhật dài 30 mm là một vật liệu dẻo có chứa các cảm biến dựa trên graphene và các dây nano bạc mềm dẻo. Các cảm biến được phủ bằng các thành phần hóa học khác nhau, chúng phản ứng với sự hiện diện của các VOC, cho phép hệ thống phát hiện và đo VOC trong khí thải ra từ lá cây.

Cùng với đó, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm một nguyên mẫu của thiết bị này trên cây cà chua. Nguyên mẫu được thiết lập để theo dõi hai loại căng thẳng: thiệt hại vật lý đối với cây trồng và nhiễm P. infestans (mầm bệnh gây ra bệnh mốc sương trên cà chua). Hệ thống đã phát hiện các thay đổi VOC liên quan đến thiệt hại vật lý trong vòng 1-3 giờ, tùy thuộc vào khoảng cách giữa miếng dán và nơi bị ảnh hưởng. Việc phát hiện sự hiện diện của P. infestans mất nhiều thời gian hơn (3-4 ngày sau khi các nhà nghiên cứu cấy P. infestans vào cây cà chua). Điều này không nhanh hơn rõ rệt so với việc xuất hiện các triệu chứng trực quan của bệnh mốc sương. Tuy nhiên, khi sử dụng miếng dán, người trồng không phải dựa vào việc phát hiện các triệu chứng trực quan nhỏ và việc theo dõi liên tục sẽ cho phép người trồng xác định các bệnh thực vật nhanh nhất có thể, giúp họ hạn chế sự lây lan của bệnh.

Theo các nhà khoa học cho hay, các nguyên mẫu có thể phát hiện 13 VOC thực vật khác nhau với độ chính xác cao, cho phép người dùng phát triển một mảng cảm biến tùy chỉnh tập trung vào những căng thẳng và các loại bệnh mà người trồng cho rằng họ cần theo dõi. Điều quan trọng là các vật liệu này có giá thành khá thấp khi được sản xuất ở quy mô lớn. 

Song song với đó, các nhà nghiên cứu đang làm việc để phát triển một bản dán thế hệ tiếp theo có thể theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và các biến đổi môi trường khác cũng như VOC. Và trong khi các nguyên mẫu chạy bằng pin và lưu trữ dữ liệu tại chỗ, các nhà nghiên cứu dự định cho các phiên bản trong tương lai sử dụng năng lượng mặt trời và có khả năng truyền dữ liệu không dây.

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

THƯƠNG HIỆU MẠNH

Takumizima 1
bvrhmsg 320px

Đọc nhiều nhất


Loading...