新加坡南洋理工大学(NTU)主导的科学团队近日宣布,开发出可借由电讯号(Electrical signals)和植物“沟通”的装置,透过测量植物释放的电讯号,有助及早发现农作物疾病,确保食物安全。
研究团队表示,数十年来,科学家已知植物会释放电讯号,感受周遭环境并反应。然而植物的电讯号十分微弱,只有在电极和植物表面有良好接触时才有办法侦测到。植物表面的细毛、薄膜、植物蜡等因素,都会使电子设备难以附着并做到可靠的电讯号传输。
为了克服挑战,南洋理工大学研究团队从心电图获得灵感;为了验证概念,先借由捕蝇草测试植物沟通装置是否可行。研究人员借由水凝胶,使设备的电极更附着于捕蝇草表面;如此一来,研究人员不仅可接收植物发出来的电讯号,观察植物对周遭环境的反应,同时还可以传递讯号给植物。研究团队使用智能手机,以特定频率将电脉冲传输到设备,成功驱使捕蝇草 1.3 秒内关闭叶片。
为了使设备的电极更能附着各种植物,研究团队也和新加坡科学技术研究局旗下的材料研究与工程研究所(IMRE)合作,共同开发名为“Thermogel”的水凝胶,以达成更高品质的讯号检测。据悉,此种水凝胶的黏合强度是普通水凝胶 4~5 倍,且讯号更强,背景噪音更低。
南洋理工大学材料科学与工程学院教授陈晓东表示,这样测试证明可成功捕捉植物释放的电讯号,同时不会影响植物行光合作用;换言之,研究团队开发的“沟通”装置,不会对植物造成危害。透过监测植物的电讯号,或许能及早发现植物的“求救讯号”,对提高农作产量、食品安全有很大帮助。
- NTU Singapore scientists develop device to ‘communicate’ with plants using electrical signals
(首图来源:新加坡南洋理工大学)