Vysoko citlivý pôdny senzor pomôže poľnohospodárom šetriť vzácnu vodu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 10. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Senzory pôdnej vlhkosti môžu poľnohospodárom pomôcť šetriť vodou tým, že ich informujú o tom, kedy je skutočne potrebné poliať ich plodiny. Nový experimentálny senzor by mohol byť obzvlášť užitočný, pretože obsahuje špeciálny materiál, vďaka ktorému je vysoko citlivý na vlhkosť.
Prototyp zariadenia, ktoré vyvinuli výskumníci na saudskoarabskej Univerzite vedy a techniky kráľa Abdulláha (KAUST), je navrhnutý tak, aby sa dal zapichnúť do pôdy ako stanový kolík. Prvok na snímanie vlhkosti na jeho spodnom konci je pritom pokrytý tenkou vrstvou syntetického materiálu známeho ako kovovo-organická štruktúra (označované ako MOF, čo je skratka z metal-organic framework). Tie sa už predtým využívali v aplikáciách, ako sú vodné filtre, médiá na zachytávanie uhlíka a vakcíny, majú vnútornú mikroštruktúru podobnú otvorenej klietke, ktorá im umožňuje prijímať určité typy molekúl.
Tím z KAUST vyskúšal rôzne kovovo-organické štruktúry, ale zistilo sa, že jedna z nich, nazvaná ako Cr-soc-MOF-1, má osobitnú afinitu k vode, pričom v kvapaline zachytáva dvojnásobok svojej vlastnej hmotnosti. Vedci potom pokryli tenkou vrstvou tohto materiálu lacný elektródový mikrosenzor a potom ho vložili do vlhkej pôdy. Keď vrstva začala nasávať vodu z pôdy, voda vytlačila časť vzduchu v MOF, čím sa úmerne zmenila jej elektrická kapacita. Túto zmenu mohol mikrosenzor zaznamenať, čím sa získal elektronický údaj o úrovni vlhkosti pôdy.
Zistilo sa, že prototypové zariadenie funguje vo vzorkách hlinitej aj ílovitej pôdy, pričom v prípade ílovitej pôdy je čas odozvy približne osem minút. V súčasnosti sa plánujú reálne testy tejto technológie v teréne s použitím prenosnejšej verzie zariadenia.
„Očakávame, že senzory pôdnej vlhkosti na báze MOF budú napredovať v technológii senzorov pôdnej vlhkosti novej generácie a ponúknu automatizované a presné zavlažovacie systémy,“ povedal profesor Khaled Salama.
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne ACS Applied Materials & Interfaces.
