良いことをやりすぎると悪いことになるのはいつですか? それが問題です ジョナサン・クラウセン、助教 アイオワ州立大学の機械工学科、および彼の研究者チームは、農薬の使用に関して農家が答えるのを助けることを目指しています。 使いすぎると農民の作物に害を及ぼす可能性があり、使いすぎると土壌や水路に流出する可能性があります。
クラウセンと彼のチームは、土壌中の農薬を検出できる、柔軟で低コストの使い捨てバイオセンサーを作成しました。 このバイオセンサーは、強力で安定したナノ粒子であるグラフェンでできており、サンプルをラボに送って結果を待つのにかかる時間とお金とは対照的に、瞬時のフィードバックを提供します。
USDAの国立食品農業研究所 プロジェクトをサポートしました 農業および食品研究イニシアチブ の一部として付与 ナノテクノロジープログラム.
バイオセンサーは、最初にグラフェンインクを紙に印刷することによって作られます。 次に、レーザーがインクをトレースして、グラフェンインクのフレークを溶接することで導電率を向上させ、XNUMX次元のナノ構造の表面を作成します。
「フレークは、紙の表面から上がってくるバラの花びらのように見えます」とクラウセンは言いました。 「それらは土をテストするためのベース材料を形成します。」
これを行うために、バイオセンサーは土壌と水のスラリーに浸されます。 次に、農薬をテストするために現場の電気化学リーダーに接続されます。
「それはpHテストストリップのようなものです」とClaussenは言いました。 テスト結果は、農家が健康な作物を維持し、環境へのダメージを最小限に抑えるために必要な農薬の量をすばやく理解するのに役立ちます。 また、結果は、農薬の乱用が明らかな場合に環境修復が必要になる可能性がある場所を農家が理解するのに役立ちます。
バイオセンサーは、農業コミュニティを超えて使用する大きな可能性を秘めています。 その特性は、その上に固定化されている生物学的コンポーネントを変更するだけで、生物医学、環境、または食品安全の分野で使用するために変換できます。
「このプロジェクトで私が最も興味を持っているのは、それがもたらす現実世界への影響です」とクラウセン氏は述べています。 「グラフェンセンサーは、電気化学センサーの性能を向上させるために通常使用される貴金属の使用を必要としません。 したがって、[この]テクノロジーは、大衆が柔軟で低コストの電子機器やセンサーに実際に使用できる可能性があります。」
— Selina Meiners、 食糧農業研究所
出典:USDAブログ