今天小編分享的科技經驗：科學家研發微型可穿戴傳感器：低成本實時檢測植物健康，歡迎閱讀。
IT 之家 3 月 23 日消息，植物在遭受害蟲、幹旱或病害侵襲時會釋放壓力信号，但這些信号往往難以用肉眼察覺。據外媒 SciTechDaily 報道，科學家們研發出一種微型可穿戴傳感器，可貼在葉片上，在出現可見損傷之前便能檢測到植物的壓力狀況。
這一傳感器通過監測過氧化氫含量（IT 之家注：系植物受壓時的早期生化信号），幫助農民和園藝愛好者迅速作出應對，從而改善植物健康，提高作物產量。它能在不到一分鍾内提供實時數據，且成本低廉。
3 月 19 日發表在《ACS Sensors》上（DOI: 10.1021/acssensors.4c02645）的研究表明，研究人員開發出了一種可直接貼在植物葉片上的可穿戴傳感器，使種植者能夠實時監測植物健康。這種電化學傳感器可檢測植物在受壓時釋放的關鍵信号分子 —— 過氧化氫。
當植物承受壓力時，其正常的生理代謝會被打亂，促使過氧化氫生成。這種分子不僅是植物受壓的标志，還會激活其防御機制。及早檢測到這種化學變化，能讓種植者迅速采取應對措施，減少損害，并在惡劣環境下維持作物產量。
目前檢測過氧化氫的方法普遍較為復雜，通常需要采集葉片樣本、經過多道處理，或者依賴熒光檢測設備，但這種方法容易受到葉綠素的幹擾。以往的植物可穿戴設備大多關注葉片水分含量，而梁東及其團隊則開發出一種更加直接的方案 —— 一種無需外部設備的微型傳感貼片，可快速精準地測量植物體内的過氧化氫水平，為植物健康監測提供了一種更簡單有效的工具。
研究團隊設計了一種可貼附于葉片背面的貼片，在柔性基底上排列微型塑料針，并塗覆了一層特殊的水凝膠。這種水凝膠含有能夠與過氧化氫反應的酶，同時摻入了導電材料 —— 還原氧化石墨烯，可将過氧化氫的濃度變化轉化為電信号，供傳感器讀取。
研究人員在健康的大豆和煙草植株上測試了這一傳感器，并與感染細菌的植株進行對比。結果表明：
感染番茄細菌性斑點病病原體 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 的植株，其葉片產生的電流明顯高于健康植株，且電流強度與過氧化氫含量直接相關。
傳感器測量結果與傳統實驗室分析數據一致，證明其準确性。
貼片能在不到一分鍾内完成檢測，檢測效率優于此前用于活體植物的同類傳感器。
貼片可重復使用 9 次，之後微型針才會開始變形。
這一創新技術有望幫助農民更高效地管理作物健康。梁東表示：" 我們的傳感器可以在不到一分鍾内直接檢測過氧化氫，每次測試成本不到 1 美元。這一突破将大幅簡化檢測流程，使農民能夠更輕松地進行作物病害監測。"
研究團隊希望進一步優化這項技術，并提升其重復使用能力。
