Om bloei en fruitrijping te beheersen, planten geven het gasvormige hormoon ethyleen af. Milieu omstandigheden, inclusief droogte, zoutgehalte en ziekteverwekkers, kan er ook voor zorgen dat de hormoonspiegels fluctueren. Daarom, Door de afgifte van ethyleen in realtime te monitoren, kan een boer belangrijke informatie krijgen over de ontwikkeling en gezondheid van een plant. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Centrale Wetenschap hebben een gebruiksvriendelijke, robuuste sensor die precies dat kan.

Vanwege de sleutelrol die ethyleen speelt in de gezondheid van planten, de agrarische industrie is geïnteresseerd in het monitoren van het hormoon. Vroege detectie van veranderingen in het vrijkomen van dit gas zou boeren in staat kunnen stellen preventieve maatregelen te nemen die de plantgezondheid herstellen, het verminderen van oogstverliezen. Echter, bestaande sensoren hebben beperkingen waardoor ze onpraktisch zijn voor gebruik in het veld. Timoteüs Swager, Darryl Fong en collega's van het Massachusetts Institute of Technology wilden een sensor maken die veranderingen in ethyleenniveaus gevoelig zou kunnen detecteren.

De nieuwe sensor bevat een netwerk van enkelwandige koolstofnanobuisjes (SWCNT's) op een stuk glas, ingeklemd tussen gouden elektroden. De onderzoekers plaatsten een katalytisch mengsel met palladium op de SWCNT's. In een chemische reactie die bekend staat als Wacker-oxidatie, de palladiumkatalysator zette ethyleengas om in aceetaldehyde. Tijdens deze reactie, palladium veranderde de oxidatietoestand en interacties met de SWCNT's, hun elektrische geleiding veranderen. Op deze manier, de onderzoekers konden veranderingen in ethyleengasniveaus in de loop van de tijd volgen. Om de sensor te demonstreren, het team plaatste anjers of lisianthusbloemen in een kamer met het apparaat en observeerde schommelingen in de ethyleenproductie terwijl de bloemen bloeiden en vervaagden. Het apparaat kan deeltjes-per-miljard-concentraties van het gas in de kamer detecteren, en met deze gevoeligheid zou het mogelijk kunnen worden gebruikt om planten in het veld te monitoren, zeggen de onderzoekers.