Высшие растения выделяют этилен. Это газообразный гормон, который контролирует рост и цветение. На продуцирование этого вещества влияют патогенные микроорганизмы, а также засуха и засоленность почвы. Мониторинг выделения этиленового газа в режиме реального времени позволяет фермеру судить о развитии и здоровье сельскохозяйственных культур. Недавно ученые разработали простой и надежный сенсор, который определяет уровень этилена. Подробно мы расскажем об этом в статье.
Зачем нужны датчики
Для фермера очень важно вовремя заметить, что растение стало выделять меньше этилена. Это позволяет вовремя принять профилактические меры и не потерять урожай. Ведь снижение продуцирования этого газа свидетельствует о неблагополучии в развитии сельскохозяйственных культур.
Датчики, определяющие уровень этилена, существуют уже давно. Но их практически невозможно использовать в полевых условиях. Ученые из Массачусетского технологического института разработали новый сенсор. Этот датчик чутко реагирует на малейшие изменения концентрации газообразного гормона. Его удобно использовать в фермерских хозяйствах.
Новое устройство
Сенсор состоит из сети углеродных нанотрубок. Они расположены на куске стекла, который зажат между электродами из золота. На верхнюю часть трубок исследователи поместили катализатор, содержащий палладий.
При взаимодействии с катализатором этилен преобразуется в ацетальдегид. Эту реакцию химики называют Вакер-процессом. Окисление этилена приводит к изменениям электропроводимости углеродных трубок.
Это устройство очень чувствительно к изменениям уровня этилена, выделяемого растениями. Оно позволяет следить за колебаниями концентрации газа в течение определенного отрезка времени.
Испытание датчика
Команда ученых продемонстрировала работу датчика. Исследователи помещали гвоздики и лизиантусы в камеру с сенсором. Они наблюдали за колебаниями уровня этилена во время цветения и увядания растений.
Устройство улавливало даже такие изменения концентрации газа, которые составляли миллиардную долю. Это говорит о его крайне высокой чувствительности. Ученые считают, что новый датчик потенциально может быть использован в полевых условиях.
Заключение
Многие современные датчики не отличаются высокой чувствительностью к этилену. При этом они нередко реагируют на присутствие других газов и дают ложные показания. Это ограничивает их применение в полевых условиях. Возможно, что новое изобретение поможет фермерам более тщательно следить за здоровьем растений и получать хороший урожай.
