Αυτοκόλλητοι αισθητήρες, θα σας ενημερώνουν πότε διψούν τα φυτά σας

Ηλεκτρονικούς αισθητήρες που θα τοποθετούνται στα φύλλα των φυτών και θα ειδοποιούν όταν το φυτό θέλει νερό έφτιαξαν ερευνητές στις ΗΠΑ.

Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου ΜΙΤ, με επικεφαλής τον καθηγητή Μάικλ Στράνο του Τμήματος Χημικών Μηχανικών, έκαναν τη δημοσίευση στο περιοδικό «Lab on a Chip» της Βασιλικής Εταιρείας Χημείας της Βρετανίας, περιγράφοντας τη δημιουργία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που μπορούν να εκτυπωθούν. Οι αισθητήρες αυτοί τοποθετούνται στα φύλλα και «μαρτυρούν» πότε τα φυτά διψούν για νερό.

Αυτή η νέα τεχνολογία δεν θα βοηθήσει μόνο σε περιπτώσεις αμέλειας, για παράδειγμα ιδιοκτητών φυτών που δεν θυμούνται πότε τα πότισαν και πότε πρέπει να τα ποτίσουν. Το κυριότερο, όπως εξηγεί το ΑΜΠΕ, είναι πως μπορεί μελλοντικά να βοηθήσει τους γεωργούς να μαθαίνουν έγκαιρα πότε πρέπει να ποτίσουν τις καλλιέργειές τους, ιδίως με το δεδομένο της κλιματικής αλλαγής και την ολοένα μεγαλύτερη απειλή ξηρασίας.

«Δημιουργήσαμε το πιο έγκαιρο εργαλείο προειδοποίησης για ξηρασία, που έχει γεωργικές εφαρμογές. Είναι δύσκολο να πάρει κανείς τέτοιες πληροφορίες για τα φυτά με άλλο τρόπο. Μπορεί να βάλει κανείς αισθητήρες στο χώμα ή να χρησιμοποιήσει όργανα δορυφόρων, αλλά ποτέ δεν θα ξέρει πραγματικά αν ένα συγκεκριμένο φυτό χρειάζεται νερό» δήλωσε ο Στράνο.

Οι ερευνητές ήδη άρχισαν να συνεργάζονται με μια μεγάλη αμερικανική εταιρεία αγροτικών προϊόντων για να αναπτύξουν αισθητήρες προς ευρεία χρήση στις καλλιέργειες.

Όταν το χώμα ξηραίνεται, τα φυτά επιβραδύνουν την ανάπτυξή τους και μειώνουν τη φωτοσυνθετική δραστηριότητά τους, ενώ οι ιστοί τους υφίστανται βλάβες. Μερικά φυτά προδίδουν το πρόβλημά τους λόγω της έλλειψης νερού, όμως πολλά άλλα δεν εμφανίζουν ορατά σημάδια, έως ότου έχουν υποστεί πια σημαντική ζημιά.

Ο νέος αισθητήρας αξιοποιεί τα λεγόμενα στόματα των φυτών, τους μικρούς πόρους στην επιφάνεια των φύλλων που επιτρέπουν την εξάτμιση του νερού. Καθώς αυτή συμβαίνει, η πίεση του νερού μέσα στα φυτά πέφτει, επιτρέποντας σε αυτά να τραβούν ξανά νερό από το χώμα. Τα στόματα ανοίγουν τη μέρα όταν εκτίθενται στο φως και κλείνουν τη νύχτα.

Για να δημιουργήσουν τον αισθητήρα, οι ερευνητές του ΜΙΤ χρησιμοποίησαν μελάνη από νανοσωλήνες άνθρακα (μικροσκοπικοί κούφιοι σωλήνες άνθρακα που είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού) διαλυμένους μέσα σε μια οργανική ουσία που δεν βλάπτει τα στόματα των φυτών. Αυτή η «μελάνη» μπορεί να τυπωθεί πάνω στα φύλλα για να δημιουργήσει ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, το οποίο καταγράφει πότε ανοίγουν και πότε κλείνουν τα στόματα.

Παρακολουθώντας επί μέρες αυτό το ανοιγοκλείσιμο σε συνθήκες τόσο υγρασίας όσο και ξηρασίας, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μπορούν να ανιχνεύσουν πότε το φυτό χρειάζεται νερό. Διαπίστωσαν ότι τα στόματα χρειάζονται συνήθως επτά λεπτά για να ανοίξουν όταν υπάρχει φως και 53 λεπτά για να κλείσουν όταν πέφτει το σκοτάδι. Όμως, όταν υπάρχει έλλειψη νερού, τα στόματα χρειάζονται κατά μέσο όρο 25 λεπτά για το άνοιγμά τους και 45 λεπτά για το κλείσιμό τους.

Οι ερευνητές ήδη αναπτύσσουν έναν εύκολο τρόπο για την τοποθέτηση του αισθητήρα, ένα αυτοκόλλητο που θα εφαρμόζεται πάνω στην επιφάνεια του φύλλου.