科技生活| 高科技土壤濕度傳感器 造福農民灌溉更節約

[星島綜合報道] 土壤濕度傳感器可以幫助農民節約用水,讓他們知道他們的作物何時真正需要澆水。一種實驗性的新傳感器可能特別有幫助,因為它採用了一種特殊材料,使其對水分高度敏感。

由沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的Mohamed EddaoudiKhaled Salama教授開發,該原型設備被設計成像帳幕釘子一樣插入土壤中。

其底端的濕度感應元件被一層被稱為金屬有機框架(MOF)的合成材料薄膜所覆蓋。此前,MOF被用於水過濾器、碳捕獲介質和疫苗等應用中,它有一個開放的籠狀內部微結構,使它們能夠吸收某些類型的分子。

KAUST團隊嘗試各種MOFs時,發現其中一種稱為Cr-soc-MOF-1,對水有一種特別的親和力,能在液體中捕獲其自身重量的兩倍。

科學家們在一個廉價的電極微型傳感器上塗上一層該材料的薄膜,然後將該傳感器插入潮濕的土壤中。當薄膜開始從土壤中吸水時,水就取代了MOF中的一些空氣,按比例改變其電容量。這種變化可以被微型傳感器檢測到,從而提供一個關於土壤濕度的電子讀數。

該裝置被發現可以在黃土和粘土樣本中工作,在後者中表現出大約8分鐘的反應時間。現在的計劃是利用該設備的更便攜版本對該技術進行實際的現場測試。

Salama教授說:「我們預計基於MOF的土壤濕度傳感器將推動下一代土壤濕度傳感器技術,提供自動化和精確的灌溉系統。」

圖片:Getty ImagesAlsadun et al. Copyright © 2023, American Chemical Society

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