مستشعر غاز الإيثيلين لمراقبة صحة النباتات

تطلق النباتات هرمون الإيثيلين الغازي للتحكم في وقت الإزهار و نضج الثمار.

الظروف البيئية المختلفة كالجفاف، الملوحة و مسببات الأمراض بإمكانها أن تحدث تذبذب في مستويات هرمون الإيثيلين وبالتالي فإنّ رصد مستويات الإيثيلين المُطلق في الوقت الفعلي لحدوث العملية قد يزوّد المزارع بمعلومات مهمة حول صحة النبات ونموّه.

والآن تمكّن باحثون في المركز العلمي للجمعية الكيميائية الأمريكية من تطوير مستشعر فعال وسهل الاستعمال بإمكانه أن يقوم بهذه المهمة.

يعتبر رصد هرمون الإيثيلين أمراً ذا أهمية في الصناعة الزراعية نظراّ لدوره الرئيسي في صحة النباتات.

الكشف المبكر عن التغيرات في إطلاق غاز الإيثيلين يمكّن المزارعين من اتخاذ إجراءات وقائية تساهم في استعادة صحة النبات والحد من خسائر المحاصيل.

المستشعرات الموجودة لها قيود تجعلها غير عملية للاستخدام في الحقل فأراد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تطوير مستشعر يمكنه رصد مستويات الإيثيلين بدقة عالية حتى للتركيزات المنخفضة.

يتكوّن هذا المستشعر الجديد من شبكة من أنابيب الكربون النانوية ذات الجدار الواحد على قطعة من الزجاج محاطة بقطبين كهربائيين من الذهب، ووضع الباحثون خليط من المحفزات مكون من البالاديوم فوق أنابيب الكربون النانوية.

كيف يعمل هذا المستشعر؟

في تفاعل كيميائي يسمى بأكسدة واكر، يحفّز البالاديوم عملية تحوّل غاز الإيثيلين إلى الأسيتالدهيد.

في هذا التفاعل تتغير حالة الأكسدة للبالاديوم ويتفاعل مع أنابيب الكربون النانوية بحيث يحسّن من موصليتها الكهربية، وبهذه الطريقة يتمكن الباحثون من مراقبة التغيرات في مستويات غاز الإيثيلين مع مرور الوقت.

للتحقق من كفاءة عمل المستشعر، وضع الباحثون نبات القرنفل و أزهار الاستوما في غرفة وبتعريض الجهاز لتطايرات من الأزهار لوحظت تذبذبات في إنتاج الإيثيلين مع الإزهار والذبول.

يستطيع هذا الجهاز رصد أجزاء من البليون من تراكيز الغاز في الغرفة وبهذا القدر من الحساسية يمكن استخدامه لمراقبة النباتات في الحقل.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: أشواق السالمي

تويتر: @donshoqa

مراجعة: لبنى عبد الله آل ربيع

تويتر: @realubna

شارك هذه المقالة!

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *