Forskare använder biologiskt nedbrytbara sensorer för att mäta och trådlöst överföra data om markfuktighet, vilket, om det utvecklas vidare, skulle kunna bidra till att föda planetens växande befolkning samtidigt som användningen av jordbruksmarkresurser minimeras.
Bild: Föreslaget sensorsystem. a) Översikt över det föreslagna sensorsystemet med en nedbrytbar sensorenhet. b) När strömförsörjningen till den nedbrytbara sensorenheten som är placerad på jorden sker trådlöst, aktiveras enhetens värmare. Sensorns placering bestäms av den heta punktens placering, och värmarens temperatur ändras beroende på markfuktigheten; därför mäts markfuktigheten baserat på den heta punktens temperatur. c) Den nedbrytbara sensorenheten begravs i jorden efter användning. Gödselmedelsingredienser vid basen av sensorenheten släpps sedan ut i jorden, vilket stimulerar grödans tillväxt. Läs mer
Föreslaget sensorsystem. a) Översikt över det föreslagna sensorsystemet med en nedbrytbar sensorenhet. b) När strömförsörjningen till den nedbrytbara sensorenheten som är placerad på jorden sker trådlöst, aktiveras enhetens värmare. Sensorns placering bestäms av den heta punktens placering, och värmarens temperatur ändras beroende på markfuktigheten; därför mäts markfuktigheten baserat på den heta punktens temperatur. c) Den nedbrytbara sensorenheten begravs i jorden efter användning. Gödselmedelsingredienser vid basen av sensorenheten släpps sedan ut i jorden, vilket stimulerar grödans tillväxt.
biologiskt nedbrytbar och kan därför installeras med hög densitet. Detta arbete är en viktig milstolpe för att åtgärda kvarvarande tekniska flaskhalsar inom precisionsjordbruk, såsom säkert omhändertagande av använd sensorutrustning.
I takt med att den globala befolkningen fortsätter att växa är det avgörande att optimera jordbruksavkastningen och minimera mark- och vattenanvändningen. Precisionsjordbruk syftar till att tillgodose dessa motstridiga behov genom att använda sensornätverk för att samla in miljöinformation så att resurser kan fördelas på lämpligt sätt till jordbruksmark när och var de behövs. Drönare och satelliter kan samla in en mängd information, men de är inte idealiska för att bestämma markfuktighet och fuktnivåer. För optimal datainsamling bör fuktmätningsanordningar installeras på marken med hög densitet. Om sensorn inte är biologiskt nedbrytbar måste den samlas in i slutet av sin livslängd, vilket kan vara arbetsintensivt och opraktiskt. Att uppnå elektronisk funktionalitet och biologisk nedbrytbarhet i en teknik är målet med det nuvarande arbetet.
I slutet av skördesäsongen kan sensorerna grävas ner i jorden för att brytas ner biologiskt.
Publiceringstid: 18 januari 2024