Фермерам, которые занимаются выращиванием винограда, фруктов, а также производителям кухонных комбайнов и даже бетона — им всем будут весьма полезны точные датчики влажности, устойчивые к переменам среды и длительной высокой влажности.
Но современные датчики крайне неудобны — они громоздкие, дорогие и требуют ручного управления и снятия показателей.
Недавно ученые из Корнельского университета разработали микрожидкостной датчик влажности, который помещается внутри кремниевых чипов размером всего с отпечаток пальца, который по сравнению с существующими технологиями оказался в сотни раз более чувствительным.
Сейчас ученые заканчивают тестирование на почве и переходят к апробации их разработки на растениях. Для начала они вживят свои «лаборатории в чипах» в виноградные лозы. Ученые надеются, что при массовом производстве такие сенсоры будут стоить всего 5 долларов за штуку.
В почве или вживленный в стебель растения, такой чип подсоединяется проводком к карте для беспроводной передачи данных (или присоединяется к уже существующим датчикам).
Чипы будут работать годами (хотя есть опасность поломки при существенно низких температурах). Столь недорогие и точные датчики могут играть стратегически важное значение при вживлении в растения для точных измерений показателей на сельскохозяйственных полях.
К примеру, современные виноделы используют приборы для регулирования интенсивности системы орошения в виноградных угодьях, для лучшего вкуса вина Каберне или Шардоне, создаваемого из определенных ягод.
Фермеры также могут применять датчики для контроля воды в засеянной почве, а инженеры-строители могут выставлять чипы в бетон для выявления его оптимального уровня влажности и степени высыхания.
Одна из наших ключевых целей — разработать более доступные датчики для производителей, чтобы сократить расходы на сельское хозяйство, — рассказывает Алан Лаксо, вот уже 20 лет занимающийся проблемой зондирования почвы вот уже 20 лет.
В датчиках используется микрожидкостная технология, разработанная Авраамом Струком с кафедры химической и биомолекулярных техники Корнельского университета. Внутри чипа есть крошечные полости, которые заполняются водой перед введением чипа в растение или другую среду через пористые мембраны, обмен с окружающей средой влагой и дает основной показатель — давление, которое и замеряет чип.
Применяемые на растениях( или в почве) чипы можно будет подключить к беспроводным компьютерам, так фермеры смогут даже на расстоянии контролировать влажность почвы и необходимость полива.
Сейчас ученые работают над вопросом, насколько полезной для качественного роста растений будет собранная при помощи таких вживленных в них датчиков информация, чтобы выявить потенциальную пользу изобретения.
