Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Bazen bir bitkiye çok fazla ya da çok az su verip vermediğimizi takip etmek bizler için zor olabiliyor. İş, ev, yorgunluk derken bir anda evimizi güzelleştiren güzel bitkilerimizi düzenli bir şekilde takip edemeyebiliyoruz. Yaprakların buruşması veya kızarması gibi görsel belirtiler bitkinin sahip olduğu su deposunun çoğu bitene kadar kendini göstermez; sararma ise çok sulandıktan sonra gerçekleşir. Bilim insanları bu zorlu ikilemi çözebilmek için yapraklardaki su içeriğini izleyen ve bitkinin suya ihtiyacı olduğunda kullanıcıya sinyal gönderen bitkilere özel yeni bir " akıllı saat" geliştirdiler.

Bu akıllı saatler yaprağa yerleştirilebilen bir tür sensördür. Akıllı saat ile veriler kablosuz olarak bir akıllı telefon uygulamasına iletilir ve bitkideki su seviyelerini takip etmenize olanak tanınır. Bitki yaprakları için tasarlanan bu yeni “giyilebilir sensör” veya “akıllı saat”, bahçıvanların bitkilerin sağlığını izleyebilmeleri için çok yardımcı olduğu iddia edilen ve akıllı telefonlara bağlı toprak sensörleri ve 'akıllı' kendi kendine sulanan bitki saksılarını da içeren bir dizi aygıtın en yeni çıkan modelidir.

Eskiden araştırmacılar yapraklardaki su içeriğini izleyebilmek için metal elektrotlar geliştirmişlerdi ama elektrotların kablo ile bağlı kalma gibi sınırlama sorunları vardı, bu da verilerin doğruluğunu azaltmaktaydı.

Brezilya Ulusal Nanoteknoloji Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, bitkilerin su stresinin uzun süreli izlenmesi için güvenilir ve aynı zamanda sabit ve sürekli kalabilecek bir elektrot tasarımı belirlemek istediler. İki tür elektrot oluşturdular: Biri dar, dalgalı bir desende biriktirilmiş nikelden ve diğeri ise mumlu bir filmle kaplanmış kısmen yanmış kâğıttan kesilmişti.

Ekip her iki elektrotu da şeffaf yapışkan bantla ayrılmış soya fasulyesi yapraklarına yapıştırdığında nikel bazlı elektrotlar daha iyi performans göstererek yapraklar kurudukça daha büyük sinyaller ürettiler. Ayrıca metal olanlar rüzgârda yapraklara daha güçlü bir şekilde yapıştı. Araştırmacılar bunun muhtemel olduğunu söylediler, çünkü metalik filmin ince dalgalı tasarımı bandın yaprak yüzeyine daha fazla yapışmasına olanak tanıdı. Daha sonra ise uzmanlar metal elektrotlarla bitkiye giyilebilir bir cihaz yaptılar ve onu bir serada yaşayan bir bitkiye bağladılar. Cihaz, verileri bir akıllı telefon uygulamasına ve web sitesine kablosuz olarak aktardı. Böylelikle bitkinin tükettiği su içeriğinin yüzdesi ortaya çıkarıldı. 

Araştırmacılara göre yapraklardaki su içeriğinin izlenmesiyle bitki için zararlı olabilecek pek çok şey hakkında ve bitkilerin zehirli ajanlara maruz kalmaları hakkında da dolaylı olarak bilgi sağlayabilir.

Bitkilerin yapraklarına takılabilen bu cihaz iç mekânlarda güvenilir veriler sağladığı için bitkilerin ne zaman sulanması gerektiğini belirlemek, potansiyel olarak kaynak tasarrufu sağlamak ve verimi artırmak için dış mekânda, bahçelerde ve mahsullerde test edilmesi planlanılıyor.

Makale:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c02943