MIT mühendisleri, bitki yaprakları üzerine basılabilir ve susuz kaldıklarında alarma geçebilen sensörler geliştirdiler.
MIT’de Kimya Mühendisliği Carbon P. Dubbs Profesörü Michael Strano “Teknoloji sadece ihmal edilen saksı bitkileri için değil; çiftçilere bitkileri tehlikeye girdiğinde erken bir uyarıda bulunmaya da yardımcı olacak.
Tarımsal uygulamalar için kuraklığın en erken göstergesi gibi görünüyor. Bu bilgiyi başka türlü elde etmek zor. Toprağa sensörler koyabilir veya uydu görüntüleme ve haritalama yapabiliriz, ancak belirli bir bitkinin su potansiyelini gerçekten bilemeyiz.”
Strano, bu sensörleri bitkiler üzerinde kullanmak için, bir tarımsal üreticiyle birlikte çalıştı. Teknolojinin bahçıvanlar ve kentsel çiftçilere de faydalı olabileceğine inanıyor. Ayrıca, araştırmacılara kuraklığa dayanıklı bitki yetiştirmek için yeni yollar geliştirmelerinde yardımcı olabileceğini belirtti.
Yazdırılabilir Sensörler
Toprak kuruyunca, bitkiler büyümelerini yavaşlatır, fotosentez aktivitesini azaltır ve dokularına zarar verir. Bazı bitkiler solgunlaşmaya başlar, ancak diğerleri de ciddi zarar görene kadar görünür herhangi bir belirti göstermez.
Yeni MIT Sensörü, suyun buharlaşmasına izin veren yaprağın yüzeyindeki küçük gözeneklerden yararlanır. Su yapraktan buharlaştıkça, bitki içindeki su basıncı düşer, böylece terleme denilen süreçle topraktan su çeker.
Bitki biyologları, stomaların ışığa maruz kaldıklarında açık olduğunu ve karanlıkta kapandıklarını biliyor. Ancak; doğru ölçüm yapabilmek için henüz daha iyi bir yöntem bulamadılar. Bu yüzden açılış ve kapanış dinamikleri çok fazla incelenemedi.
MIT araştırmacıları sensörleri oluşturmak için, karbon nanotüplerden (elektrik ileten küçük, içi boş karbon tüplerinden) sodyum dodesil sülfat denilen, stomalara zarar vermeyen, organik bileşik içinde çözülen bir mürekkep kullandılar.
Elde edilen bu mürekkep bir elektronik devre oluşturmak için gözenek boyunca basılabilir. Gözenek kapalı olduğunda, devre bozulmamış olur.
Devre, multimetre adlı bir aygıta bağlanarak ölçülebiliyor.
Gözenek açıldığında devre kesilir ve akım durur, böylece araştırmacılar; tek bir gözeneği, açık veya kapalı olduğunda çok hassas şekilde ölçebiliyor.
Yöntemin verimlilik süresi de; bitkileri birkaç gün normal ve kuru şartlar altında ölçerek, bitkinin su ihtiyacını 2 gün içinde tespit edebilecek kadar kısa.
Işıkta kalması sırasında; bitkinin açılması yaklaşık 7 dakika, karanlık düştüğünde ise bitki 53 dakikada kapanıyor. Ancak bitkinin bu tepkileri kuru koşullar altında değişiyor.
Araştırmacılar; bitkiler sudan yoksun bırakıldığında, stomaların açılmasının ortalama 25 dakika, kapanma süresinin ise 45 dakikaya kadar düştüğünü buldular.
Kuraklık Uyarısı
Araştırmacılar bu çalışma için; fazla stomalara sahip olan the peace lily (yelken çiçeği)’inin üzerindeki sensörleri test ettiler. Mürekkebi yapraklara uygulamak için, mikroakışkan bir kanala sahip “baskı kalıbı” hazırladılar. Böylece “kalıp”; yaprağa yerleştirildiğinde kanaldan akan mürekkep, yaprak yüzeyine çökmüş oluyor.
Cihazın; tarımsal üreticiler, kentsel çiftçiler ve bahçıvanların mahsullerine erken müdahalede yararı olabileceği düşünülüyor.
İlgili çalışmada Strano’nun laboratuvarı, bu sensörlerin, kameraya benzeyen, ışığı algılamak ve görüntü yakalamak için kullanılabilecek bir dizi cihaz yaratma olasılığını araştırıyor.
