植物適用的可穿戴式裝置
2018/01/18 @國際
示意圖
在全球氣候變遷與環境汙染的影響下，農業生產面臨重大挑戰，然而全球人口數量仍持續上漲，為了在維護糧食安全、因應氣候變遷、維護天然資源利用之永續性與生產利潤上達成理想平衡，智慧型農業為未來發展之重要目標，期望藉由有效資源分配與利用，提升傳統農業的生產效率。
在偵測植物用水方面，美國愛荷華州立大學(Iowa State University)開發了用於植物的穿戴式裝置，能夠及時提供植物的水分運輸數據給研究人員與農民。此裝置的材料來源為奈米等級大小的石墨烯(graphene)，並使用聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane；PDMS)與3D列印幫助精確建構不同形狀的石墨烯元件，將其轉印到膠帶上，此技術可產出微小且靈敏的感應器，寬度只有頭髮的二十分之一。【延伸閱讀】火腿的核磁共振攝影
石墨烯雖薄但堅硬，具有良好的導電性，能用於一般的可穿戴式裝置與感受細微的壓力變化，例如偵測手部運動的智慧手套；而且石墨烯還對水蒸氣非常敏感，此感應器由氧化石墨烯製成，貼在植物上能經由水蒸氣改變材料的導電率，可用以精準測量葉片蒸散作用的效率。此外，製造感應器的成本低廉，且測試後確定不影響植株生產或作物生產；未來經由適當修改後或許還可應用於偵測植物疾病或藥劑影響，且此概念或可運用於醫學診斷之感應器或環境監測方面，潛力無限。
資料來源
- Iowa State University
- High-Resolution Patterning and Transferring of Graphene-Based Nanomaterials onto Tape toward Roll-to-Roll Production of Tape-Based Wearable Sensors
文章摘譯
