纳米传感器用于研究抗旱作物
(图片来源:Creative Touch Imaging Ltd./NurPhoto via Getty Images) 2021年7月1日,人们在加拿大安大略省马卡姆的一个农场采摘新鲜草莓。

考虑到气候可能的变化,研究人员使用纳米传感器来研究能够在干旱中生存的作物。

研究人员采取行动

我们地球成长的真正机会温暖的可能会引导我们找到应对必要变化的方法,比如在不适宜生存的干旱条件下种植作物。已经在我们美国、大豆、小麦和玉米的生产正受到威胁。

康奈尔大学(Cornell University)化学和生物分子工程学教授亚伯拉罕·斯特罗克(Abraham Stroock)等研究人员表示,在作物生产方面,一个很大的重点是“针对气候变化的育种”。

Stroock正在研究几种新的性状,以及它们在适应极端炎热和干燥气候方面的基因来源,世界上许多地方已经在经历这种气候。

但是,在此之前,像Stroock这样的研究人员需要更好地了解现有植物如何管理它们的水分摄入量。

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纳米传感器创建

根据《连线》杂志AquaDust是一种纳米级传感器,它使用微小的荧光染料来阐明水是如何流经植物组织的。对于生物学家和育种家来说,AquaDust是一种微创的选择,可以在微观层面上确定作物的总体健康状况。

这项研究将于6月发表在《美国国家科学院院刊》上。

该研究称,AquaDust用于测量的是“水势”。

在干旱时期,水势为负的植物最终会枯萎死亡。测量水势的黄金标准是一种名为Scholander压力室的工具纳米颂歌.它有一个饭盒的大小和形状,并有一个压力表和样品室。

AquaDust和Scholander压力室的区别

总的来说,不同之处在于,使用AquaDust的植物可以存活,而使用AquaDust的植物会死亡。

Scholander压力室通过使用加压气体将液体排出工厂来测量水势,已经有几十年的历史了。

Stroock和他的研究团队开发了AquaDust,使植物保持健康和生活,同时收集必要的数据,而不用担心植物或样本受到损害。

他们利用水凝胶制成的微型传感器开始了纳米颗粒的开发。然后,水凝胶根据对可用水的变化的响应而膨胀或收缩。然后,这些颗粒可以混合到溶液中,形成粉红色的液体。

真实的模拟

开发的技万博体育登录首页术可以用于真实世界的模拟,让整天在田间工作的工人监测他们的作物和负责温室的人。

进一步的研究甚至表明,AquaDust可以与多光谱相机一起在田间喷洒,以快速评估所有受影响植物的总体水势。

目前,研究人员将测量重点放在叶子表面下的区域,因为这是植物生命中重要功能发生的位置,比如吸收二氧化碳并将水释放回大气中。

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作者:Alec G。

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