Bitki Yapraklarına Uygulanan Sensörler Su Eksikliğinde İkaz Ediyor

Fotoğraf: Algılayıcı izlenimi iki mikroayakla stoma boyunca iletken mürekkep basımını gerçekleştirmektedir.

Bitki, kuraklık koşullarını yaşamaya başladığında elektronik devreler ortaya çıkıyor.

Masandaki bitkilere su vermeyi unuttun mu? Belki kısa süre içerisinde uyarı verebilir.

MIT Mühendisleri bitkiler su kıtlığı yaşadığında ortaya çıkabilen, bitki yaprakları üzerine basılabilir sensörler icat etti. MIT’de Kimya Mühendisi Michael Strano, Bu tür teknoloji bakımsız saksı çiçeklerini koruyamaz fakat daha önemlisi, çiftçilere bitkilerin tehlikede olduğunun da uyarısını verebilecek bir teknoloji olduğunu söyledi.

Strano “ Tarımsal uygulamalar için kuraklığın en erken göstergesi gibi görünüyor.” diyerek açıklama yaptı. “Bu bilgilerin başka yoldan elde edilmesi zor.Toprağın içine sensör koyabilirsin ya da haritalama ve görüntüleme yapan uydu yapabilirsin fakat asla bir bitkinin su potansiyelini tespit edemezsin”  dedi.

Strano, mahsullerde kullanılmak üzerinde bu sensörleri geliştirmek için büyük tarımsal üreticiyle çalışmaya başladı. Bu durum araştırmacılara kuraklığa dayanıklı bitki yetiştirmek için yeni yollar geliştirmekte yardımcı olabilir. 

Basılabilir Sensör

Toprak kuruduğunda bitkilerin büyümesi yavaşlar, fotosentetik aktivitesi azalır ve dokularına zarar veriyor. Bazı bitkiler solmaya başlar fakat diğerleri belli bir zarar deneyimlenene kadar sorunlar görünür belirti göstermez.

Yeni MIT Sensörü; suyun buharlaşmasına izin veren yaprağın yüzeyinde küçük gözeneklerden yararlanır. Yapraktan su buhalaşırken bitkideki su basıncı düşer. Böylece suyun topraktan transpirasyon olarak adlandırılan bir süreçle çekilmesini sağlar.

Bitki biyologları , stomanın karanlıkta kapandığını ışığa maruz kaldığında açıldığını biliyorlar.  Fakat  bu açılış ve kapanış dinamikleri çok az incelendi  çünkü gerçek zamanda direk ölçüm için iyi bir yolu yoktu.

Koman “ İnsanlar stomanın ışığa, CO2  konsantrasyonu ve kuraklığa karşılık verdiğini biliyorlardı  fakat bu durumu daha yeni sürekli izleyebildik.” dedi.  “Önceki metotlar bu tür bilgileri üretemedi.” Dedi.

Sensörleri oluşturan MIT Araştırmacıları stomaya zarar vermeyen sodyum dodesil sülfat olarak adlandırılan bir organik bileşik içinde çözünmüş karbon nano tüplerinin yapımında mürekkep kullandılar. Bu mürekkep elektronik çevrim oluşturmak için gözenekler boyunca basılabilir. Gözenekler kapandığında çevrim bozulmaz ve akım, multimetre adı verilen cihaza devreyi bağlayarak ölçülebilir. Gözenekler açıldığında ise çevrim bozulur ve akım akışı durur ve tek gözenek açıldığında ya da kapandığında araştırmacıların ölçüm yapmasına izin verir.

Normal koşullar ve kurak koşullar altında birkaç gün açılıp kapanma ölçüldüğünde araştırmacılar bitkilerin su stresi çektiklerini 2 gün içerinde tespit edebildiklerini bulmuşlar. Araştırmacılar bitkinin ışığa maruz kaldıktan 7 dakika sonra stomalarının açıldığını ve karanlık olduğunda 53 dakika sonra kapandığını tespit etmişlerdir. Fakat bu tespitler kurak koşullarda değişir. Bitki sudan maruz kaldığında stomaların açılması ortalama 25 dakika alırken, kapanma süresi ise 45 dakikaya düşmektedir.

Kuraklık Uyarısı

Bu çalışma için, araştırmacılar sensörleri büyük stomaya sahip olduğu için seçilen kaşık çiçeği olarak adlandırılan bir bitki üzerinde test etti. Yapraklara mürekkep uygulayan araştırmacılar bir mikroakışkan kanalla kalıp oluşturan yazıcı yaptılar. Kalıp bir yaprağın üzerine yerleştirildiğinde kanaldan akan mürekkep yaprağın yüzeyinde depolanır.

MIT Takımı yaprağın üzerine bir çıkartma yerleştirerek elektronik çevrim uygulamanın yeni yolunu arıyorlar. İlave olarak, araştırmacıların amacı; büyük ölçekli tarım üreticileri, bahçıvanlar ve kentli çiftçilerin böyle bir cihazla ilgilenebilir olması.

Koman “ Çevre sıcaklığında değişikik yapacağınız ve su sıkıntısı çekeceğiniz zaman özellikle ilkim değişikliğinde çiftçiler için büyük etkilere sahip olabilir.” diyor. Çalışmayla ilgili olarak Strano’nun laboratuarı, görüntüleri tutan ve ışığı algılamak için kullanılan bu sensör dizilerinin yapabilme olasılığını inceliyor.

Kaynak : sciencedaily.com

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.
×
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.