De opkomst van biotische en abiotische spanningen vormt een mogelijke verslechtering van de groei en opbrengst van planten. Nauwkeurige monitoring en beoordeling van de plantgezondheidsstatus is daarom van groot belang; echter, conventionele omvangrijke en zware sensoren zijn meestal beperkt tot gecentraliseerde klimaatomstandigheden of voeren metingen uit in gasuitwisselingskamers.

Eén strategie is gebaseerd op het intelligent koppelen van planten met flexibele sensoren. Echter, het is een uitdaging om fysiologische informatie in planten aan te boren vanwege hun relatief complexe signaalroutes. Aanvullend, synchrone detectie van abiotische stressfactoren vereist een duurzame, flexibel, multifunctioneel sensorsysteem voor langdurige bewaking zonder prestatievermindering en signaaloverspraak.

In een recente studie gepubliceerd in ACS Nano getiteld "Multimodal Plant Healthcare Flexible Sensor System, " onderzoekers van de Osaka Prefecture University (OPU) rapporteren een geïntegreerd multimodaal flexibel sensorsysteem bestaande uit een kamervochtigheidssensor, een bladvochtigheidssensor, een optische sensor en een temperatuursensor die potentiële fysiologische gezondheidsproblemen bij planten kunnen aanboren. aanzienlijk, uitdrogingsomstandigheden worden visueel vastgelegd in een Pachira macrocarpa gedurende een lange termijn monitoring (> 15 dagen) op basis van dergelijke bio-interfaces tussen planten en machines door gebruik te maken van het transpiratieproces van de plant.

Gestapeld ZnIn . gebruiken ₂ S ₄ (ZIS) nanosheets als de kernel-sensing media, de op ZIS nanosheets gebaseerde flexibele sensor kan niet alleen lichtverlichting waarnemen met een snelle respons (~ 4 ms), maar ook de luchtvochtigheid bewaken met een blijvende constante prestatie. Omdat de ZIS nanosheets voor het eerst in een vochtigheidssensor worden toegepast, theoretische en experimentele onderzoeken van het vochtigheidsdetectiemechanisme werden in detail uitgevoerd. Drie primaire abiotische spanningen (d.w.z. vochtigheid, licht en temperatuur) die de transpiratie van planten regelen, worden in realtime gemeten zonder signaalkruiskoppeling.

"De meeste flexibele sensoren zijn toegepast voor monitoring van de menselijke gezondheid en/of mens-machine-interfaces. Het voorgestelde concept van het multimodale flexibele sensorsysteem voor de monitoring van de plantgezondheid kan een weg openen naar intelligente landbouw, " zei prof. Dae-Hyeong Kim, een expert op het gebied van zachte elektronica.

Prof. Kuniharu Takei, de leider van dit project, zei, "Door rationeel de actieve detectiematerialen en elektroden te selecteren, we hebben de duurzame sensorprestaties aangepakt voor het langdurig volgen van abiotische stress op planten, evenals het verzamelen van meerkanaalssignalen zonder overspraak."

Toekomstige taken omvatten het verder verminderen van de dikte en het gewicht van flexibele sensorsystemen, toenemende sensorfunctionaliteiten als reactie op andere biotische en abiotische stress, en het verbeteren van de mogelijkheden om chemische signalen van planten te decoderen in tijdruimtelijke patronen. De invloed van omgevingsgas, zoals CO ₂ , O ₂ , of niet _x , op de sensoruitgang moet ook worden overwogen.