อิเล็กโทรดที่พิมพ์ด้วยไอน้ำสามารถตรวจสอบสุขภาพพืชได้ตามต้องการ

ในไม่ช้า สุขภาพของพืชที่มีชีวิตสามารถตรวจสอบได้อย่างน่าเชื่อถือตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด ต้องขอบคุณการวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้ ในงานที่ตีพิมพ์ในScience Advances กลุ่ม หนึ่งจากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ที่แอมเฮิร์สต์ได้แสดงให้เห็นว่าการนำพอลิเมอร์ที่ใช้กับพื้นผิวของพืชสามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดเพื่อตรวจจับความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ ความสามารถในการทำการทดสอบสุขภาพ

ตามความต้องการในระยะยาว

มีศักยภาพมหาศาลสำหรับการใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการทำฟาร์มอาหาร การจัดการพืชผล และการส่งสัญญาณอันตรายทางชีวภาพก่อนหน้านี้อุปกรณ์ตรวจสอบสุขภาพได้ติดอิเล็กโทรดกับสิ่งมีชีวิตโดยการใช้ฟิล์มกับพื้นผิว อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้สามารถประสบปัญหาการมีอายุยืนยาวเนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อการลอกออกจากร่างกาย นอกจากนี้ยังสามารถรบกวนการขนส่งอากาศ น้ำ และสารอาหารที่พื้นผิว ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถใช้งานได้ในระยะยาว ตอนนี้ กลุ่มที่นำโดย ทริชา แอนดรูว์ได้ใช้แนวทางใหม่ในการเคลือบบาง ทนทาน และทนทานด้วยการพิมพ์ไอของขั้วไฟฟ้าโพลีเมอร์

การพิมพ์ด้วยไอน้ำทีมงานแสดงให้เห็นว่าการนำไอระเหยของสารออกซิไดซ์และหน่วยการสร้างโพลีเมอร์เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิห้องทำให้เกิดการเติบโตของฟิล์มพอลิเมอร์ที่นำไฟฟ้าบนพื้นผิวที่สัมผัสใดๆ โดยไม่เป็นอันตรายต่อพืช พวกเขาพิมพ์ฟิล์มโพลีเมอร์ที่ใช้งานได้โดยตรงลงบนพื้นผิวของต้นกล้าที่มีชีวิต ส่งผลให้อิเล็กโทรดอิเล็กโทรดมีอายุการใช้งานยาวนาน

แม้จะมีพื้นผิวที่ซับซ้อนและหลากหลายของพืช แต่วิธีการพิมพ์ด้วยไอน้ำจะเคลือบตัวอย่างพืชทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอโดยไม่ปิดกั้นรูพรุนในใบ รูขุมขนที่ไม่มีการปิดกั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการขนส่งมวลชนทั่วไป ดังนั้นจึงต้องใช้สารเคลือบในระยะยาว ทีมงานได้พิสูจน์ว่ากระบวนการเคลือบด้วยไอน้ำนี้ไม่ได้รบกวนการทำงานทางชีวภาพใดๆ แสดงให้เห็นว่าดอกไม้ที่เคลือบสามารถดูดอากาศ น้ำ และสารอาหารได้เช่นเดียวกับดอกไม้ที่ไม่เคลือบผิว

อิมพีแดนซ์เป็นสัญญาณ

สารเคลือบที่พิมพ์ด้วยไอน้ำแสดงค่าการนำไฟฟ้าสูงพอที่กลุ่มจะใช้เป็นอิเล็กโทรดสำหรับไบโออิมพีแดนซ์สเปกโตรสโคปีเพื่อวัดสุขภาพของพืชที่มีชีวิต นี่เป็นเทคนิคที่ละเอียดอ่อนซึ่งสามารถวัดปริมาณน้ำของเซลล์และเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบของผนังเซลล์นักวิจัยสามารถตรวจจับความเสียหายที่เกิดจากความแห้งแล้งและความเสียหายจากรังสียูวีโดยการระบุส่วนประกอบต่างๆ ของอิมพีแดนซ์ ซึ่งรวมถึงค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของสารเคลือบ ความจุที่เกิดจากฉนวนของหนังกำพร้าใบ และการแพร่กระจายของไอออนระหว่างเซลล์ใบกับชั้นเคลือบ สิ่งสำคัญที่สุดคือพวกเขาสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างความเสียหายประเภทต่างๆ โดยใช้การวัดอิมพีแดนซ์

การตรวจจับความเสียหายเมื่อพวกเขาค่อยๆ คายน้ำของพืช pothos ในเตาอบสุญญากาศ กลุ่มสังเกตเห็นการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในความจุของเยื่อหุ้มเซลล์และความต้านทานของของเหลวนอกเซลล์ (ของเหลวที่ไม่มีอยู่ในเซลล์) นี่เป็นเพราะเยื่อหุ้มเซลล์แตกออก ทำให้ของเหลวภายในเซลล์ที่อุดมด้วยไอออนรั่วไหลออกสู่ของเหลวนอกเซลล์ ปริมาณน้ำในใบลดลง 13% ส่งผลให้ความจุเมมเบรนลดลง 70% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแม่นยำที่เหนือกว่าสำหรับวิธีการที่มีอยู่ซึ่งใช้ในการตรวจหาความเครียดจากภัยแล้งจากระยะไกล

เช่นเดียวกับการสูญเสียน้ำ รังสีอัลตราไวโอเลต A ยังสามารถทำลายเนื้อเยื่อลึกของพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งพืช hosta ซึ่งเป็นไม้ยืนต้นที่ชอบร่มเงา ความเสียหายจากแสงประเภทนี้มักจะตรวจไม่พบโดยระบบตรวจจับบนพื้นผิวทั่วไป อย่างไรก็ตาม 

กลุ่มแมสซาชูเซตส์ยังแสดงให้เห็นว่า

พวกเขาสามารถระบุความเสียหายจากแสงโดยการตรวจสอบความต้านทานทางชีวภาพของใบที่เคลือบด้วยอิเล็กโทรดที่พิมพ์ด้วยไอหลังจากที่ใบของพืชสัมผัสกับรังสี UVA ในกรณีนี้ การวัดสามารถระบุความเสียหายของเนื้อเยื่อลึกจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากของความต้านทานของของเหลวภายในแวคิวโอล (ออร์แกเนลล์ที่จัดเก็บภายในเซลล์) ตรงกันข้ามกับความเสียหายที่เกิดจากการคายน้ำ การวิจัยแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของความจุเมมเบรน โดยเน้นถึงความสามารถของเทคโนโลยีนี้ในการแยกแยะระหว่างแรงกดดันตามคำกล่าวของChristian Nayeriจาก TU Berlin ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้ “ผลงานชิ้นนี้แสดงให้เห็นถึงความล้ำสมัยในการวิจัยขั้นพื้นฐานในด้านการควบคุมการไหลแบบแอคทีฟสำหรับการลดแรงต้านของยานพาหนะบนถนน รวมถึงแนวทางการเรียนรู้ด้วยเครื่องจักร”

อย่างไรก็ตาม เขาเชื่อว่าผู้ที่พยายามใช้เทคโนโลยีนี้กับรถยนต์จริงจะต้องเผชิญกับความท้าทายมากมาย “ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องมีเซ็นเซอร์ที่เชื่อถือได้และแอคทูเอเตอร์อันทรงพลัง และการผสานรวมเข้ากับรถยนต์ ในทางกลับกัน เรขาคณิตของยานพาหนะบนถนนที่เหมือนจริงเมื่อเปรียบเทียบกับเรขาคณิตแบบง่ายที่ใช้ในการศึกษานี้ซับซ้อนกว่ามาก อันที่จริง มันเบี่ยงเบนไปจากรถยนต์นั่งอย่างมาก แต่ค่อนข้างจะสอดคล้องกับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ เช่น รถบรรทุก” เขากล่าวเสริม

พบเอฟเฟกต์ควอนตัมแปลกใหม่มากมายในวัสดุประเภทหนึ่งที่เรียกว่า “ผลึกโทโพโลยี chiral” วัสดุดังกล่าวได้รับการศึกษาโดยทีมนักฟิสิกส์โดยZahid Hasanจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ซึ่งทำนายและวัดคุณสมบัติต่างๆ รวมถึงการเกิดขึ้นของโมโนโพลแม่เหล็ก

คริสตัล Chiral มีเซลล์ยูนิตที่ไม่สามารถซ้อนทับบนภาพสะท้อนในกระจกได้ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สามารถนำไปสู่คุณสมบัติทางแม่เหล็ก ทางแสง และอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจและมีประโยชน์มาก ในการศึกษาเชิงทฤษฎีก่อนหน้านี้ ทีมของ Hasan ได้ทำนายพฤติกรรมรวมของอิเล็กตรอนในผลึกไครัลที่ไม่ใช่แม่เหล็ก พวกเขาพบว่าวัสดุควรมีการกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์เหมือนอนุภาคที่เรียกว่า “Weyl fermions” quasiparticles เหล่านี้มีลักษณะคล้ายอิเล็กตรอน แต่ไม่มีมวลและมีคุณสมบัติเป็นไครัล

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>slottosod.com