Разработан датчик для выращивания растений в космосе
Американские ученые нашли решение, которое позволяет упростить выращивание растений в космосе. Они разработали датчики, которые способны отслеживать состояние побегов по мере их роста. Устройства способны растягиваться и выдерживают высокую температуру и влажность. Применение технологии нашлось и на Земле.
Ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне разработали эластичный датчик для растений, который поможет в выращивании продуктов питания за пределами нашей планеты. На создание технологии ушло три года, хотя изначально инженеры рассчитывали, что работа займет несколько месяцев.
Это связано с тем, что традиционные сенсорные материалы не разрабатывались с учетом листьев и побегов. Они с трудом растягивались по мере роста растений и часто были слишком жесткими. Такие датчики повреждали бы выращиваемые культуры, поэтому специалистам пришлось полностью переосмыслить свой подход к космическому земледелию, переделать некоторые компоненты и даже разработать новые технологии печати, чтобы добиться необходимой гибкости и долговечности.
«После решения проблем растяжимости и сборки, нам пришлось решать проблемы, возникающие при работе с электроникой в условиях высокой влажности и при быстрых темпах роста растений. Нам нужно было, чтобы датчики не отваливались или не выходили из строя во время экспериментов по выращиванию. В конце концов, был разработан бесшовный электрод и интерфейс, на которые не влияли суровые условия», — рассказал Сицин Ван из Иллинойсского университета.
В результате получился SPEARS2 — автономный дистанционный датчик на основе растягивающегося полимера и электроники. Это устройство выдерживает высокую влажность и температуру, способно растягиваться более чем на 400%, оставаясь прикрепленным к растению по мере его роста, и может отправлять беспроводные сигналы в место удаленного мониторинга.
«Это захватывающий технический прогресс в нашей способности выполнять точные, неинвазивные измерения роста растений в режиме реального времени», — подчеркнул один из авторов разработки Эндрю Лики.
Во время проектирования системы исследователи ориентировались на принципы выращивания сельскохозяйственных культур, которые растут вертикально, как, например, кукуруза. Далее технологию планируется усовершенствовать для мониторинга других типов растений.
По словам авторов разработки, датчики пригодятся не только в космосе, но и на Земле: фермеры могли бы использовать их для отслеживания особо прихотливых культур. Устройства смогут обнаруживать ранние признаки болезней растений, оценивать их состояние и подсказывать оптимальные условия выращивания для получения максимального урожая.
