Huân chương Ðộc lập
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Huân chương Lao động
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Giải thưởng Nhà nước
- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)
- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)
Giải thưởng VIFOTEC
- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)
- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)
- Giống Sắn KM 140 (2010)
![]() |
|
![]() |
|
Miếng dán cảm biến cho cây trồng có thể phát hiện tín hiệu căng thẳng theo thời gian thực
Thứ sáu, 04-04-2025 | 07:57:32
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trích dẫn theo tờ ACS Sensors “Cảm biến siêu nhỏ dạng kim ứng dụng hydrogel sinh học để theo dõi các loại oxy phản ứng trong thực vật”.
Điều kiện môi trường có thể gây ra căng thẳng có hại cho cây trồng, tạo thách thức đối với nông dân. Vì vậy, việc phát hiện sớm (trước khi lá đổi màu, héo hoặc khô) rất quan trọng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trên ACS Sensors đã tạo ra một miếng dán đeo được cho cây trồng, có thể nhanh chóng cảm nhận được căng thẳng và chuyển thông tin đến người trồng trọt. Cảm biến điện hóa gắn trực tiếp vào lá cây sống và theo dõi hydrogen peroxide, tín hiệu báo động quan trọng.
Các yếu tố bất lợi như sâu bệnh, hạn hán, nhiệt độ cực đoan và nhiễm khuẩn đều có thể gây ra phản ứng căng thẳng ở cây trồng. Từ đó dẫn đến các quá trình sinh hóa của cây bị mất cân bằng và tạo ra hydrogen peroxide, chất này cũng đóng vai trò như một tín hiệu tế bào kích hoạt phản ứng bảo vệ. Phát hiện sớm dấu hiệu sinh hóa này cho phép can thiệp kịp thời, tối ưu hóa quy trình chăm sóc, giảm thiểu tổn thất và nâng cao năng suất cây trồng trong điều kiện bất lợi.
Phát hiện hydrogen peroxide trong thực vật sống hiện gặp nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống đòi hỏi xử lý mẫu phức tạp, gây tổn hại mô thực vật hoặc phụ thuộc vào máy dò bên ngoài dễ bị nhiễu. Dựa trên các nghiên cứu trước đây về thiết bị đeo trên cây để theo dõi hàm lượng nước trong lá như một chỉ số về sức khỏe của cây. Nhóm nghiên cứu Liang Dong đã phát triển giải pháp đột phá, một cảm biến được dán trực tiếp lên lá, đo hydrogen peroxide một cách nhanh chóng và chính xác.
Để chế tạo một miếng dán dính vào mặt dưới của lá, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một dãy kim nhựa siêu nhỏ trên một đế linh hoạt được phủ một hỗn hợp hydrogel gốc chitosan. Hỗn hợp này chứa một loại enzyme phản ứng với hydrogen peroxide tạo ra electron và khử graphene oxide để dẫn các electron đó qua cảm biến. Thiết kế này cho phép chuyển đổi những biến đổi nhỏ của hydrogen peroxide thành tín hiệu điện dễ đo, khắc phục hạn chế của các phương pháp cũ.
Các nhà nghiên cứu dùng miếng dán để làm so sánh giữa cây thuốc lá và đậu nành đang phát triển khỏe mạnh với các cây bị căng thẳng do nhiễm vi khuẩn. Kết quả cho thấy:
- Tín hiệu điện gia tăng đáng kể đối với hai loại cây trồng bị nhiễm vi khuẩn Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 so với cây có lá khỏe mạnh, nồng độ hydrogen peroxide quyết định tín hiệu dòng điện đo được.
- Việc đo hydrogen peroxide của cảm biến là chính xác và được xác minh bằng các phân tích trong phòng thí nghiệm.
- Sau khoảng 1 phút, miếng dán đã đo được nồng độ hydrogen peroxide trong lá ở mức thấp hơn đáng kể so với các cảm biến dạng kim.
- Các miếng dán có khả năng tái sử dụng lên đến 9 lần trước khi cấu trúc vi kim bị biến dạng.
Phương pháp tối ưu này cung cấp dữ liệu hữu ích, hỗ trợ người canh tác đưa ra quyết định chính xác về cây trồng. Theo tiến sĩ Dong “Chúng tôi có thể đạt được các phép đo trực tiếp trong vòng chưa đầy một phút, tiết kiệm chi phí đáng kể (dưới một đô la mỗi lần). Đây là bước tiến vượt bậc, đơn giản hóa phân tích dữ liệu, cho phép nông dân giám sát tình trạng cây trồng dịch bệnh theo thời gian thực. Đội ngũ nghiên cứu đang tích cực hoàn thiện công nghệ. Mục tiêu tiếp theo là tối ưu hóa hiệu quả và khả năng tái sử dụng của hệ thống”.
Phạm Thành Nhân theo Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() ![]() ![]() |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|