Kailan nagiging masama ang labis na mabuting bagay? Iyan ang tanong Jonathan Claussen, assistant professor sa Departamento ng Mechanical Engineering ng Iowa State University, at ang kanyang pangkat ng mga mananaliksik ay naglalayong tulungan ang mga magsasaka na sumagot pagdating sa paggamit ng pestisidyo. Ang hindi paggamit ay maaaring makapinsala sa mga pananim ng mga magsasaka, habang ang labis na paggamit ay maaaring magresulta sa pag-agos sa lupa o mga daluyan ng tubig.
Si Claussen at ang kanyang koponan ay lumikha ng isang nababaluktot, mura at disposable biosensor na maaaring makakita ng mga pestisidyo sa lupa. Ang biosensor na ito ay gawa sa graphene, isang malakas at matatag na nanoparticle, at nagbibigay ng agarang feedback, kumpara sa oras at pera na kakailanganin nito upang magpadala ng sample sa isang lab at maghintay ng mga resulta.
National Institute of Food and Agriculture ng USDA suportado ang proyekto ng isang Inisyatiba sa Pananaliksik sa Agrikultura at Pagkain bigyan bilang bahagi ng Programa ng Nanotechnology.
Ang biosensor ay ginawa sa pamamagitan ng unang pag-print ng graphene ink sa papel. Ang isang laser pagkatapos ay sumusubaybay sa ibabaw ng tinta upang mapabuti ang elektrikal na kondaktibiti nito sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga natuklap ng graphene ink, na gumagawa ng nanostructured na ibabaw na tatlong dimensyon.
"Ang mga natuklap ay halos parang mga petals ng rosas na lumalabas mula sa ibabaw ng papel," sabi ni Claussen. "Binubuo nila ang batayang materyal upang subukan ang lupa."
Upang gawin ito, ang biosensor ay inilubog sa isang slurry ng lupa at tubig. Ito ay pagkatapos ay konektado sa isang electrochemical reader sa field upang subukan para sa pestisidyo.
"Ito ay tulad ng isang pH test strip," sabi ni Claussen. Ang mga resulta ng pagsubok ay maaaring makatulong sa mga magsasaka na mabilis na maunawaan kung gaano karaming pestisidyo ang kailangan upang mapanatili ang malusog na mga pananim at mabawasan ang pinsala sa kapaligiran. Gayundin, makakatulong ang mga resulta sa mga magsasaka na maunawaan kung saan maaaring kailanganin ang remediation sa kapaligiran kung makikita ang labis na paggamit ng pestisidyo.
Ang biosensor ay may malaking potensyal para magamit sa kabila ng komunidad ng agrikultura. Ang mga katangian nito ay maaaring i-convert para magamit sa mga larangan ng biomedical, kapaligiran, o kaligtasan ng pagkain, sa pamamagitan lamang ng pagpapalit ng mga biological na bahagi na hindi kumikilos sa ibabaw nito.
"Ang pinaka nakakabighani sa akin tungkol sa proyektong ito ay ang tunay na epekto sa mundo na maibibigay nito," sabi ni Claussen. "Ang mga graphene sensor ay hindi nangangailangan ng paggamit ng mga mahalagang metal na karaniwang ginagamit upang mapataas ang pagganap ng mga electrochemical sensor. Samakatuwid, ang teknolohiyang ito ay talagang magagamit ng masa para sa nababaluktot/murang mga electronics at sensor."
- Selina Meiners, Pambansang Institute ng Pagkain at Agrikultura
Pinagmulan: USDA Blog