Sensor Skala Nano Memberikan Bacaan Tingkat Air Daun Real-Time yang Akurat

Regulasi air dalam daun sangat penting untuk kesehatan tanaman, mempengaruhi pertumbuhan dan hasil, kerentanan penyakit, dan ketahanan kekeringan.

Teknologi baru menggunakan sensor skala nano dan serat optik untuk mengukur status air tepat di bawah permukaan daun, di mana air dalam tanaman dikelola paling aktif.

Ini menyediakan alat penelitian yang minim invasi untuk memperkembang pengetahuan biologi tanaman dasar. Ini dapat mengarah pada pemeliharaan tanaman pangan yang lebih tahan kekeringan.

Teknologi ini pada akhirnya dapat disesuaikan sebagai alat agronomi untuk mengukur status air pada tanaman pangan secara real-time.

Teknik ini melibatkan injeksi nanopartikel yang dibentuk dari hidrogel sintetis lunak, disebut AquaDust, untuk mengukur potensi air daun. Hidrogel, yang menempati ruang interstisial antara sel dalam mesofilis, menyerap air, membengkak dan menyusut berdasarkan ketersediaan air dalam daun.

AquaDust mengandung pewarna yang interaksinya memungkinkan untuk fluoresens pada panjang gelombang yang berbeda tergantung seberapa dekat molekul pewarna satu sama lain. Dengan menggunakan serat optik, peneliti dapat memancarkan cahaya dan mendapatkan spektrum kembali, yang memberikan pengukuran potensi air di dalam daun.

Tautan Terkait:

• Optical Biosensor Detects Toxins
• New Photonic Effect Could Speed Drug Development

Dalam studi, peneliti menyuntikkan AquaDust di beberapa tempat sepanjang daun jagung panjang meter dan kemudian mengukur gradasi air baik sepanjang panjang daun maupun melalui mesofilis. Pengukuran ini memungkinkan mereka untuk mengembangkan model respons jaringan terhadap stres air dan memprediksi dengan akurat dinamika yang diamati di lapangan.

Teknologi ini mungkin memiliki aplikasi komersial untuk penelitian tanaman pangan, pertanian produksi, dan industri manufaktur, namun untuk saat ini fokus peneliti adalah pada pengukuran fisiologi lokal yang sangat dari manajemen air dalam tanaman.

Sebagai alat penelitian, ini memungkinkan biologis tanaman untuk lebih memahami ekstrem stres air, yang dapat mengarah pada pemeliharaan tanaman pangan yang lebih hemat air.