Калі занадта шмат добрага становіцца дрэнным? Вось у чым пытанне Джонатан Клаусен, дацэнт ст Факультэт машынабудавання Універсітэта штата Аёва, і яго каманда даследчыкаў імкнецца дапамагчы фермерам адказаць, калі справа даходзіць да выкарыстання пестыцыдаў. Недастатковае выкарыстанне можа нанесці шкоду ўраджаю фермераў, у той час як празмернае выкарыстанне можа прывесці да сцякання ў глебу або водныя шляхі.
Клаўсен і яго каманда стварылі гнуткі, недарагі і аднаразовы біядатчык, які можа выяўляць пестыцыды ў глебе. Гэты біядатчык зроблены з графена, моцнай і стабільнай наначасціцы, і забяспечвае імгненную зваротную сувязь у адрозненне ад часу і грошай, якія ў адваротным выпадку спатрэбіліся б для адпраўкі ўзору ў лабараторыю і чакання вынікаў.
Нацыянальны інстытут харчавання і сельскай гаспадаркі Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША падтрымаў праект з an Ініцыятыва даследаванняў сельскай гаспадаркі і харчавання грант у рамках в Праграму па нанатэхналогіях.
Біядатчык вырабляецца шляхам першага друку графенавых чарнілаў на паперы. Затым лазер абводзіць па чарнілах, каб палепшыць іх электраправоднасць, зварваючы шматкі графенавых чарнілаў, ствараючы трохмерную нанаструктураваную паверхню.
«Шматкі выглядаюць амаль як пялёсткі руж, якія падымаюцца з паверхні паперы», — сказаў Клаўсен. «Яны складаюць асноўны матэрыял для выпрабаванняў глебы».
Для гэтага биосенсор апускаюць у кашыцу з глебы і вады. Затым яго падключаюць да электрахімічнага счытвальніка ў палявых умовах для праверкі на наяўнасць пестыцыдаў.
«Гэта як тэст-палоска для pH», — сказаў Клаўсен. Вынікі выпрабаванняў могуць дапамагчы фермерам хутка зразумець, колькі пестыцыдаў неабходна для падтрымання здароўя ўраджаю і мінімізацыі шкоды навакольнаму асяроддзю. Акрамя таго, вынікі могуць дапамагчы фермерам зразумець, дзе можа спатрэбіцца рэабілітацыя навакольнага асяроддзя, калі відавочна празмернае выкарыстанне пестыцыдаў.
Біясенсар мае вялікі патэнцыял для выкарыстання за межамі сельскагаспадарчай супольнасці. Яго ўласцівасці можна пераўтварыць для выкарыстання ў біямедыцынскай, экалагічнай або харчовай бяспекі, проста змяніўшы біялагічныя кампаненты, якія імабілізаваны на ім.
«Што мяне больш за ўсё захапляе ў гэтым праекце, дык гэта тое, як ён можа аказаць уплыў на рэальны свет», — сказаў Клаўсен. «Графеновые датчыкі не патрабуюць выкарыстання каштоўных металаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца для павышэння прадукцыйнасці электрахімічных датчыкаў. Такім чынам, [гэта] тэхналогія сапраўды можа быць выкарыстана масамі для гнуткай/недарагой электронікі і датчыкаў».
- Селіна Майнерс, Нацыянальны інстытут харчавання і сельскай гаспадаркі
Крыніца: блог USDA