Учени разработиха интелигентен сензор за отчитане на стреса при растения

Учени от САЩ са разработили интелигентен сензор, който отчита стреса при растения и може да е от полза в земеделието, пише сайтът Ню атлас, позовавайки се на публикация в сп. "Сензори" на Американското дружество на химиците. 
Колкото по-рано фермерът разбере, че културите му страдат, толкова по-бързо може да предприеме действия, за да предотврати загубата на реколта. Новият сензор може да им е полезен за целта, изпращайки предупреждение веднага щом растението долови стрес при растението.
Всички видове растения непрекъснато произвеждат водороден пероксид (H2O2) като част от естествените процеси като фотосинтеза и дишане.
Когато са подложени на стрес обаче, те произвеждат по-големи количества от химикала като средство за изпращане на сигнали между клетките, за да се активират защитните им механизми. Стресовите фактори, които предизвикват подобна реакция, могат да включват суша, вредители и инфекции.
Въпреки че съществуват методи за откриване на повишени нива на H2O2 в растенията, повечето от тях изискват многоетапни анализи и се извършват в лаборатория. Съществуват и оптични устройства, които измерват концентрацията на водородния пероксид въз основа на флуоресцирането на растението, но те могат да бъдат заблудени от съдържанието на хлорофил.
Тук на помощ идва новият сензор, разработен от специалисти от университета на Айова. Той представлява плоска и гъвкава полимерна лепенка с масив от "микроигли" със златно покритие по долната й страна.
Тази страна допълнително е покрита с хидрогел, съставен главно от материал на биологична основа, известен като хитозан. Гелът съдържа и ензим, който реагира с водороден пероксид, за да произвежда електрони. Третата съставка на гела, графенов оксид, кара електроните да преминават между електродите в сензора, произвеждайки ток.
Когато устройството се притисне към листата на растението, микроиглите безвредно пробиват най-горния слой на тъканта, влизайки в контакт със съдържащия се в нея сок. Колкото по-голямо е количеството на водородния пероксид, съдържащ се в тази течност, толкова по-голям е броят на произведените електрони и следователно толкова по-силен е измереният електрически сигнал.
Ако сигналът е достатъчно силен, за да покаже, че назрява проблем, вградената батерия/електронен модул ще изпрати предупреждение до мобилното устройство на фермера чрез Bluetooth или до домашния му компютър чрез Wi-Fi или съществуващите безжични мрежи.
В тестове, проведени върху соеви и тютюневи растения, сензорът е успял да направи разлика между здрави растения и такива, които наскоро са били заразени с бактериален патоген. В допълнение към това нивата на H2O2, отчетени от устройството, са съвпаднали с тези, измерени чрез традиционен химичен анализ.
Учените обясняват, че сензорът може да се използва по различни начини. Настоящата му версия позволява неколкократно пробиване на листата на растенията. Следващата цел на специалистите е да направят допълнителни подобрения, за да се разшири възможността за многократното използване на сензора.