北卡罗来纳州立大学的研究人员由 郑立 已经开发了一个补丁 工厂 它们可以被“佩戴”以持续监测疾病或其他干扰，例如农作物受损或极端高温。
绿色健康传感器
我们创造了一种可穿戴传感器，通过测量植物排放的挥发性有机化合物 (VOC) 以非侵入性方式监测植物压力和疾病
青山卫，该研究的合著者。 北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程助理教授。
目前针对压力或作物疾病的测试方法包括采集植物组织样本和进行实验室分析。
然而，这仅为种植者提供了一种测量方法：采样和测试结果之间的时间滞后导致难以读取。
不同的作物，不同的频率
作物在不同情况下会释放不同的 VOC 组合。 通过针对与特定植物病害或胁迫相关的 VOC，传感器可以提醒用户注意特定问题。
“我们的技术持续监测工厂的挥发性有机化合物排放，而不损害工厂，”魏说。 “我们演示的原型存储了这些跟踪数据，但未来的版本将无线传输数据。我们开发的产品可以让种植者发现田间问题——他们不必等待收到实验室的测试结果。”
“绿色”补丁是如何制作的？
这些矩形贴片长 30 毫米，由含有石墨烯传感器和柔性银纳米线的柔性材料制成。传感器涂有各种化学配体，可对不同作物特有的挥发性有机化合物的存在做出反应。
这使系统能够检测和测量植物叶子排放的气体中的 VOC。
研究人员在番茄植物上测试了该设备的原型。 该原型被设置为监测两种类型的压力： 对植物的物理损害和致病疫霉（引起番茄霜霉病的病原体）感染。
该系统在一到三个小时内检测到与作物物理损坏相关的变化，具体取决于损坏与修补地点的距离。
情况有所改善和有待改善
检测 P. infestans 的存在需要更长的时间。 直到研究人员接种番茄植株后三到四天，该技术才检测到 VOC 排放的变化。
“这并不比霜霉病视觉症状的出现快多少，”魏说。 “然而，作物监测系统意味着种植者不必依赖于检测最小的视觉症状。持续监测将使种植者能够尽快识别植物病害，帮助他们限制疾病的传播。”
绿色补丁原型已经能够以高精度检测同样多作物的 13 种不同 VOC。
修补作物、处理作物
需要注意的是，这些材料的成本相当低。 如果产量增加，这项技术将变得有利可图。 这种问题的实际解决方案需要非常低的成本。
“作物保护”补丁的下一步是什么？研究人员目前正在研究下一代除挥发性有机化合物之外还可以监测温度、湿度和其他环境变量的产品。如前所述，未来的版本将采用太阳能供电并能够无线数据传输。
