Perangkat Terobosan Membawa Para Ilmuwan Selangkah Lebih Dekat dengan Keberhasilan Menumbuhkan Tanaman di Luar Angkasa
Para peneliti di Universitas Illinois telah menciptakan sensor yang dapat diregangkan yang dapat memantau pertumbuhan tanaman dan mengirimkan data dari jarak jauh, mengatasi tantangan awal yang berpotensi merevolusi praktik pertanian di Bumi dan di luar angkasa. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA
Para peneliti dari Universitas Illinois Urbana-Champaign telah mengembangkan sensor baru yang sangat fleksibel yang mampu memantau dan mengirimkan data pertumbuhan tanaman secara mandiri, menurut sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Perangkat.
Sensor polimer ini tahan terhadap kelembapan dan suhu, dapat meregang lebih dari 400% namun tetap menempel pada tanaman seiring pertumbuhannya, dan mengirimkan sinyal nirkabel ke lokasi pemantauan jarak jauh, kata profesor teknik kimia dan biomolekuler Ying Diao, yang memimpin penelitian dengan profesor biologi tumbuhan dan kepala departemen Andrew Leakey.
Studi ini merinci beberapa hasil awal dari a NASA hibah diberikan kepada Diao untuk menyelidiki bagaimana perangkat elektronik cetak yang dapat dipakai akan digunakan untuk memungkinkan pertanian di luar angkasa.
“Pekerjaan ini dilatarbelakangi oleh kebutuhan para astronot untuk menanam sayuran secara berkelanjutan selama mereka menjalankan misi jangka panjang,” ujarnya.
Tim Diao melakukan pendekatan terhadap proyek ini dengan menggunakan laboratorium berbasis Bumi untuk menciptakan perangkat elektronik yang sangat andal dan dapat diregangkan – dan pengembangannya tidak dilakukan dengan mudah, katanya.
“Sejujurnya, kami memulai pekerjaan ini dengan berpikir bahwa tugas ini hanya membutuhkan waktu beberapa bulan untuk diselesaikan. Namun, kami segera menyadari bahwa polimer kami terlalu kaku,” kata Siqing Wang, seorang mahasiswa pascasarjana dan penulis pertama studi tersebut. “Kami harus memformulasi ulang banyak komponen agar lebih lembut dan dapat diregangkan serta menyesuaikan metode pencetakan kami untuk mengontrol perakitan struktur mikro di dalam perangkat sehingga tidak membentuk kristal besar selama proses pencetakan dan pengawetan.”
Tim menemukan perangkat film yang sangat tipis yang membantu menahan pertumbuhan kristal selama perakitan dan pencetakan.
Perkembangan dan Hasil
“Setelah mengatasi masalah kelenturan dan perakitan, kami harus mengatasi masalah yang muncul saat bekerja dengan perangkat elektronik yang dapat dipakai dalam kelembapan tinggi dan di bawah tingkat pertumbuhan yang pesat,” kata Wang. “Kami membutuhkan hasil yang dapat direproduksi sehingga sensor kami tidak jatuh atau gagal secara elektronik selama percobaan pertumbuhan. Kami akhirnya menemukan elektroda dan antarmuka mulus yang tidak terpengaruh oleh kondisi yang menuntut.”
‘Sensor Regangan Jarak Jauh Otonom Berbasis Polimer-Renggang’ atau SPEARS2 – merupakan hasil kerja keras selama tiga tahun, membuktikan bahwa sains terapan jarang mengalami momen eureka.
“Ini merupakan kemajuan teknis yang menarik dalam kemampuan kami melakukan pengukuran pertumbuhan tanaman secara tepat dan non-invasif secara real-time. Saya berharap dapat melihat bagaimana hal ini dapat melengkapi alat terbaru untuk menginterogasi proses genomik dan seluler,” kata Leakey.
Diao juga mengatakan dia sangat bersemangat untuk mengungkap semua kemajuan yang bisa dicapai penelitian ini.
Misalnya, penelitian ini mengamati tanaman seperti jagung yang tumbuh terutama ke atas. Namun, para peneliti berencana untuk memajukan metodologi pencetakan elektronik mereka untuk menciptakan sistem yang dapat memantau pertumbuhan ke atas dan ke luar.
Tim mengatakan mereka juga berupaya mencapai kemampuan untuk merasakan dan memantau proses kimia dari jarak jauh.
“Saya pikir komunitas riset perangkat elektronik yang dapat dikenakan sudah terlalu lama mengabaikan tanaman,” kata Diao. “Kita tahu bahwa mereka mengalami banyak tekanan selama adaptasi iklim, dan saya pikir perangkat lunak elektronik dapat memainkan peran yang lebih besar dalam memajukan pemahaman kita sehingga kita dapat memastikan bahwa tanaman sehat, bahagia, dan berkelanjutan di masa depan – baik di luar angkasa. , di planet lain atau di sini, di Bumi.”
Referensi: “Perangkat elektronik yang dapat dikenakan dengan daya renggang tinggi, kuat, dan tangguh untuk pemantauan pertumbuhan tanaman jarak jauh dan otonom” oleh Siqing Wang, Bindu Edupulapati, Jackie M. Hagel, Justin J. Kwok, Jennifer C. Quebedeaux, Azzaya Khasbaatar, Janice M. Baek, Daniel W. Davies, Kavinraaj Ella Elangovan, Raymond M. Wheeler, Andrew DB Leakey, Curtis W. Hill, Kosta A. Varnavas dan Ying Diao, 13 Maret 2024, Perangkat.
DOI: 10.1016/j.device.2024.100322
NASA dan Beckman mendukung penelitian ini.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
