Nije boaiemsensors kinne de effisjinsje fan gewaaksbefruchting ferbetterje

Fertilizers mei stikstof wurde brûkt om itenproduksje te ferheegjen, mar har útstjit kin it miljeu fersmoargje.Foar it maksimalisearjen fan boarnegebrûk, it ferheegjen fan agraryske opbringsten, en it ferleegjen fan miljeurisiko's, is trochgeande en real-time tafersjoch fan boaiemeigenskippen, lykas boaiemtemperatuer en meststofemisje, essensjeel.In multi-parameter sensor is nedich foar tûke of presys lânbou te folgjen NOX gas útstjit en boaiem temperatuer foar de bêste befruchting.

James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics by Penn State Huanyu "Larry" Cheng late de ûntwikkeling fan in multi-parameter sensor dy't mei súkses skiedt temperatuer en stikstof sinjalen te tastean sekuere mjitting fan elk.

Cheng sei,“Foar effisjinte befruchting is d'r ferlet fan kontinu en real-time tafersjoch op boaiemomstannichheden, spesifyk stikstofgebrûk en boaiemtemperatuer.Dit is essensjeel foar it evaluearjen fan gewaakssûnens, it ferminderjen fan miljeufersmoarging en it befoarderjen fan duorsume en presys lânbou.

De stúdzje hat as doel om de passende kwantiteit yn te zetten foar de bêste gewaaksopbringst.De produksje fan it gewaaks kin leger wêze as it kin wêze as mear stikstof brûkt wurdt.Wannear't dong te folle wurdt tapast, wurdt it fergriemd, planten kinne ferbaarne, en giftige stikstofdampen wurde frijlitten yn 'e omjouwing.Boeren kinne de ideale nivo's fan meststof berikke foar de groei fan planten mei help fan krekte deteksje fan stikstofnivo.

Co-auteur Li Yang, in heechlearaar yn 'e School of Artificial Intelligence oan' e Hebei University of Technology fan Sina, sei:"Plantgroei wurdt ek beynfloede troch temperatuer, dy't de fysike, gemyske en mikrobiologyske prosessen yn 'e boaiem beynfloedet.Troch trochgeande monitoaring kinne boeren strategyen en yntervinsjes ûntwikkelje as temperatueren te hyt of te kâld binne foar har gewaaksen.

Neffens Cheng, Sensing meganismen dy't kinne krije stikstof gas en temperatuer mjittingen ûnôfhinklik fan elkoar wurde komselden rapportearre.Sawol gassen as temperatuer kinne fariaasjes feroarsaakje yn 'e fersetlêzing fan' e sensor, wêrtroch't it dreech is om tusken har te ûnderskieden.

Cheng syn team makke in hege-optreden sensor dy't kin detect stikstof ferlies ûnôfhinklik fan boaiem temperatuer.De sensor is makke fan vanadium okside-doped, laser-induzearre grafene-skom, en it is ûntdutsen dat dopingmetaalkompleksen yn grafeen gasadsorpsje en deteksjesensitiviteit ferbetterje.

Om't in sêft membraan de sensor beskermet en stikstofgaspermeaasje foarkomt, reagearret de sensor allinich op feroaringen yn temperatuer.De sensor kin ek brûkt wurde sûnder ynkapseling en by in hegere temperatuer.

Dit soarget foar krekte mjitting fan it stikstofgas troch it útsluten fan de effekten fan relative fochtigens en boaiemtemperatuer.Temperatuer- en stikstofgas kinne folslein en steuringsfrij ûntkoppeld wurde mei de ynsletten en net-ynkapsulearre sensoren.

De ûndersiker sei dat ûntkoppeling fan temperatuerferoaringen en útstjit fan stikstofgas koe wurde brûkt om multimodale apparaten te meitsjen en te ymplementearjen mei ûntkoppele sensingmeganismen foar presys lânbou yn alle waarsomstannichheden.

Cheng sei: "De mooglikheid om tagelyk ultra-lege stikstofoxide-konsintraasjes en lytse temperatuerferoaringen te ûntdekken, makket it paad foar de ûntwikkeling fan takomstige multimodale elektroanyske apparaten mei ûntkoppelde sensingmeganismen foar presys lânbou, sûnensmonitoring en oare tapassingen."

Cheng's ûndersyk waard finansierd troch de National Institutes of Health, de National Science Foundation, Penn State, en de Chinese National Natural Science Foundation.