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土壤检查:多少水,你的土包含哪些内容?

  • 摄影者 扬kopřiva unsplash

研究人员利用超小石墨烯颗粒开发一种新的土壤水分传感器

任何人谁试过他们的手在植物生长,无论是一个业余园丁还是经验丰富的农民,应该熟悉不足或过度浇灌树苗的危险。植物需要的水为他们的健康成长适量,并找出何时以及有多少水一个知道在土壤中存在水分的水平。当涉及到跟踪浇水时间表对大量的植物,如作物的领域,有需要一种价格合理,易于使用的土壤湿度传感器,能准确地测量在水含量泥。 

最近的一项研究,发表在杂志碳,演示了由石墨烯的量子点,其是石墨烯的纳米尺寸的片段制成的土壤湿度传感器的工作情况。这项研究是由一个研究小组从印度技术研究所进行,孟买(澳门皇家赌场app官网),高哈蒂大学,以及信息和通信技术,甘地讷格尔达鲁巴伊·安贝尼研究所。它是由科学技术大学教育资助委员会和阿萨姆邦科学技术与环境委员会的部门资助。

石墨烯是由布置成蜂窝状图案个碳原子的片材构成。多年来,研究已经探索了使用石墨烯的量子点 - 用于各种感测应用的 - 由石墨烯的数层的,测量仅仅纳米盘形材料。而广泛的研究正在对石墨烯量子点的合成进行时,挑战仍然在设计一种方法,其导致均匀尺寸颗粒的良好产率。此外,该过程必须是可扩展的,容易适应其商业化。

“我们的这项研究背后的动机是设计简单,价格低廉,可扩展的方法用于合成石墨烯量子点,并制定合理的土壤水分传感器是适合大规模使用,说:”教授hemen卡利塔,谁是主要作者这项研究。他是在高哈蒂大学的助理教授和以前是一名博士生与教授米阿斯拉姆在澳门皇家赌场app官网。。 

研究人员已经提出了从容易获得和低成本的氧化石墨烯的石墨烯产生量子点作为小3-5纳米的方法。它们涂覆氧化石墨烯的薄膜上的碳电极和放在它的电解质溶液内。当电流被施加到设置在所述石墨烯氧化物中的碳键得到切割,并且电解质的分子占据了氧化石墨烯层的那些间隙。最终,他们形成具有石墨烯含氧化学基团的量子点。 

“在实验室规模,我们成功通过我们的新方法合成石墨烯量子点,我们已经申请了专利的合成方法,说:”教授卡利塔。 

使用石墨烯的量子点,研究人员制造的土壤湿度传感器,其在尺寸上比一个扁豆种子小。由传感器所显示的水分含量值取决于它两端测量的电阻,并与水含量的增加百分比,存在电阻的下降。当传感器被插入到潮湿的土壤中,氧原子存在于石墨烯量子点与水的氢原子相互作用并形成水分子的传感器的表面上的层。当外部电压通过源米施加到传感器,在上部层中的松散地保持的水分子得到离子化和传导电荷。这导致在所述传感器的电阻的降低。  

研究人员对黑色和红色的土壤样本检测土壤水分传感器。他们发现,由传感器测得的水分含量密切匹配的土壤样品的已知的水含量。该传感器给出在3分钟内的最终读数,并且可以在20秒后再次使用。  

进一步,研究人员通过持续使用过来五个月测量土壤样品中的水含量试验的传感器的稳定性。他们发现,该传感器给出了一致的读数在这段时间并非常适用于各种土壤水分的水平。  

“具有广泛的现场测试和改进的包装,我们的传感器将适合于商业化。一些公司已经走近我们,并与我们的团队来为这个项目给行业前发起的讨论中,”教授说卡利塔。 “我们的目标是发展和稳定的中产阶级社区农民负担得起的传感器,”他签署了。 

文章写的

amritha兰加拉詹

图片来源

照片由unsplash月kopřiva

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