Toprak ylymlarynyň doktory Şuohao Cai, Wiskonsin-Madison Hankok uniwersitetiniň Oba hojalyk gözleg stansiýasynda dürli çuňluklarda ölçemäge mümkinçilik berýän köp funksiýaly sensor stikeri bilen datçik taýagyny ýerleşdirýär.
MADISON - Wiskonsin-Madison uniwersitetiniň inersenerleri umumy Wiskonsin toprak görnüşlerinde nitratyň üznüksiz, hakyky wagtda gözegçiligini üpjün edip biljek arzan bahaly datçikleri döretdiler. Bu çap edilen elektrokimiki datçikler daýhanlara ýokumly iýmit dolandyryş kararlaryny bermäge we ykdysady peýdalary durmuşa geçirmäge kömek edip biler.
Garward uniwersitetiniň dosenti Josephozef Endrýu: "Biziň datçiklerimiz daýhanlara topraklarynyň iýmitleniş ýagdaýy we ösümliklerinde bar bolan nitratyň mukdary barada has gowy düşünip biler" -diýdi. Bu gözleg Wiskonsin-Madison uniwersitetiniň mehaniki in Engineeringenerçilik mekdebine ýolbaşçylyk etdi. "Satyn alýan dökünleriň mukdaryny azaldyp bilseler, has uly fermalar üçin çykdajylary tygşytlamak möhüm bolup biler".
Nitratlar ekinleriň ösmegi üçin möhüm iýmitdir, ýöne artykmaç nitratlar toprakdan syzyp, ýerasty suwlara girip biler. Hapalanmagyň bu görnüşi, hapalanan guýy suwuny içýän adamlar üçin we daşky gurşawa zyýanly. Gözlegçileriň täze datçigi, nitratyň syzmagyna gözegçilik etmek we zyýanly täsirlerini azaltmak üçin öňdebaryjy tejribäni işläp düzmek üçin oba hojalygyny öwreniş guraly hökmünde hem ulanylyp bilner.
Toprak nitratyna gözegçilik etmegiň häzirki usullary köp zähmet talap edýär, gymmat we hakyky wagtda maglumat bermeýär. Şol sebäpli çap edilen elektronika hünärmeni Endrýu we onuň topary has gowy, has arzan çözgüt döretmek üçin ýola çykdylar.
Gözlegçiler bu taslamada inçe filmli elektrokimiki datçigiň bir görnüşi bolan potensiometrik datçigi döretmek üçin inkjet çap etmek prosesini ulandylar. Potensiometrik datçikler köplenç suwuk erginlerde nitraty takyk ölçemek üçin ulanylýar. Şeýle-de bolsa, bu datçikler adatça toprak gurşawynda ulanmak üçin amatly däl, sebäbi uly toprak bölejikleri datçikleri çyzyp we takyk ölçegleriň öňüni alyp biler.
Endrýu: "Biziň çözjek bolýan esasy kynçylygymyz, bu elektrokimiki datçikleriň topragyň agyr şertlerinde dogry işlemeginiň we nitrat ionlaryny takyk kesgitlemegiň ýoluny tapmakdy" -diýdi.
Toparyň çözgüdi datçige poliwiniliden ftorid gatlagyny goýmakdy. Endrusyň pikiriçe, bu material iki esasy aýratynlyga eýedir. Birinjiden, örän ownuk gözenekleri bar, takmynan 400 nanometr ululykda, toprak bölejiklerini bloklaýarka nitrat ionlarynyň geçmegine mümkinçilik berýär. Ikinjiden, gidrofil, ýagny suwy özüne çekýär we gubka ýaly siňdirýär.
"Şonuň üçin nitrata baý islendik suw datçiklerimize girer, bu hakykatdanam möhümdir, sebäbi toprak hem gubka ýalydyr we şol bir suw siňdirip bilmeseňiz, datçige çyglylyk meselesinde söweşde ýeňersiňiz. Toprak potensialy" -diýdi Andrews. "Poliwiniliden ftorid gatlagynyň bu aýratynlyklary nitrata baý suw çykarmaga, datçigiň ýüzüne eltmäge we nitraty takyk kesgitlemäge mümkinçilik berýär."
Gözlegçiler özleriniň ösüşlerini 2024-nji ýylyň mart aýynda “Advanced Materials Technology” inurnalynda çap edilen kagyzda jikme-jik görkezdiler.
Topar öz datçigini Wiskonsin bilen baglanyşykly iki dürli toprak görnüşinde - ştatyň demirgazyk-merkezi ýerlerinde giňden ýaýran çägeli topraklarda we Wiskonsin welaýatynyň günorta-günbatarynda giňden ýaýran toýun topraklarda synag etdi we datçikleriň takyk netijeleri berendigini anyklady.
Gözlegçiler indi nitrat datçigini “datçik stikeri” diýip atlandyrýan köp funksiýaly datçik ulgamyna birleşdirýärler, onda ýelimleýji arkasy bilen çeýe plastmassa üstünde üç dürli datçik oturdylýar. Etiketlerde çyglylyk we temperatura datçikleri hem bar.
Gözlegçiler posta birnäçe duýgur stiker dakarlar, dürli belentliklerde ýerleşdirerler we posty topraga gömerler. Bu gurnama, dürli toprak çuňluklarynda ölçeg almaga mümkinçilik berdi.
"Nitraty, çyglylygy we temperaturany dürli çuňluklarda ölçemek bilen, indi nitratyň syzdyryş prosesine baha berip bileris we nitratyň toprakdan nädip hereket edýändigine düşünip bileris" -diýdi Andrews.
Gözlegçiler 2024-nji ýylyň tomsunda datçigi hasam barlamak üçin Hankok oba hojalygyny öwreniş stansiýasyna we Wiskonsin-Madison uniwersitetindäki Arlington oba hojalygyny öwreniş stansiýasyna topraga 30 sensor çybygyny ýerleşdirmegi meýilleşdirýärler.
Iş wagty: Iýul-09-2024