In bộ cảm biến trực tiếp lên lá cây để biết trước thời điểm cây khát nước

Giáo sư Michael Stranochia sẻ rằng để biết cây thiếu nước, “bạn có thể chôn các bộ cảm biến dưới đất hoặc chụp ảnh và lập bản đồ vệ tinh, nhưng bạn sẽ không bao giờ hiểu được thực sự về nhu cầu nước của thực vật”.

Các cảm biến được phát triển tại Viện Công nghệ Massachusetts phân tích các khoang chứa nước của thực vật, các lỗ nhỏ li ti trên bề mặt của lá mà nước bay hơi qua. Do sự bay hơi, áp suất nước trong lá sụt giảm, cho phép cây hút một phần nước mới từ đất lên. Phản ứng của cây đối với ánh nắng mặt trời và bóng tốivào ban đêm còn ít được nghiên cứu, vì không có phương pháp thích hợp ở chế độ thời gian thực.

Để tạo cảm biến, các nhà khoa học đã sử dụng các loại mực bằng ống nano carbon hòa tan trong natri dodecyl sulfate, một chất hữu cơ không gây hại cho cây. Để bôi mực lên lá, họ tạo ra một khuôn in với một kênh dẫn vi lưu (microfluidic). Khi khuôn in được đặt trên lá, mực chảy qua kênh được lắng đọng trên bề mặt lá. Mực được rót trực tiếp vào các lỗ nhỏ li ti trên lá (trong trường hợp này, cây được chọn làm thí nghiệm là cây hoa huệ có lỗ lớn trên lá) và tạo ra một mạch điện tử. Khi lỗ trên lá khép, mạch sẽ đóng lại. Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể nhận được thông tin chính xác khi mỗi lỗ trên lá mở và đóng.

Bằng cách đo chỉ số này trong vài ngày dưới các điều kiện thời tiết khác nhau, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể xác định trước 2 ngày thời điểm cây cần nước.

Trước đó, nhà khoa học ở Đại học Pennsylvania, Mỹ, cũng phát triển thành công các cảm biến tương tự, đồng thời còn đo chiều dày của lá cây. Các bộ cảm biến này thu thập dữ liệu và gửi đến bộ xử lý trung tâm, để bật hệ thống tưới nước.