Μήπως ξεχάσατε να ποτίσετε το φυτό στη γλάστρα; Στο μέλλον δεν θα έχετε αυτό το άγχος, καθώς ερευνητές στις ΗΠΑ εφοδιάζουν τα φύλλα των φυτών με ηλεκτρονικούς αισθητήρες, οι οποίοι θα αντιλαμβάνονται πότε αρχίζει να υπάρχει έλλειψη νερού και θα ειδοποιούν ανάλογα, με σήμα SOS.
Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου ΜΙΤ, με επικεφαλής τον καθηγητή Μάικλ Στράνο του Τμήματος Χημικών Μηχανικών, οι οποίοι έκαναν σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Lab on a Chip” της Βασιλικής Εταιρείας Χημείας της Βρετανίας, δημιούργησαν ηλεκτρονικά κυκλώματα που μπορούν να εκτυπωθούν. Οι αισθητήρες αυτοί τοποθετούνται στα φύλλα και «μαρτυρούν» πότε τα φυτά διψούν για νερό.
Η νέα τεχνολογία όχι μόνο θα βοηθήσει τους κηπουρούς και θα σώσει πολλά φυτά γραφείων και σπιτιών από την αμέλεια και την αφηρημάδα των ιδιοκτητών τους, αλλά -το κυριότερο- μελλοντικά μπορεί να βοηθήσει τους γεωργούς να μαθαίνουν έγκαιρα πότε πρέπει να ποτίσουν τις καλλιέργειές τους, ιδίως με τη συνεχώς επιδεινούμενη κλιματική αλλαγή 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 τέτοιους 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 μια 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 πιο εύκολο τρόπο για την τοποθέτηση του αισθητήρα, ένα αυτοκόλλητο που θα εφαρμόζεται πάνω στην επιφάνεια του φύλλου.
Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/lc/c7lc00930e#!divAbstract
ΑΠΕ-ΜΠΕ
