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土壤检查:你的土壤含有多少水?

  • 摄影者 JanKopživa. uns

研究人员使用超小型石墨烯颗粒开发新的土壤湿度传感器

任何尝试他们在生长植物的人的人,就是一名业余园丁或经验丰富的农民,都会熟悉突出的危险。植物需要适量的水量为健康的生长,并弄清楚水的何时何时何地知道土壤中存在的水分水平。当涉及到追踪大量植物的浇水时间表时,例如农作物领域,需要一种实惠,易于使用的土壤湿度传感器,可以准确地测量水含量泥。 

最近在碳碳中发表的一项研究表明,由石墨烯量子点制成的土壤湿度传感器的工作,这是石墨烯的纳米尺寸的碎片。该研究由来自印度理工学院,孟买(IIT Bombay.),Gauhati大学和Dhirubhai Ambani信息和通信技术研究所,Gandhinagar的研究人员进行了一项研究人员进行。它由科学技术部门提供资金,大学补助金委员会和阿萨姆斯科技和环境委员会。

石墨烯由以蜂窝状的图案布置的一片碳原子组成。多年来,研究探索了石墨烯量子点 - 盘形材料由几层石墨烯制成,测量仅限纳米 - 用于各种传感应用。虽然在石墨烯量子点的合成上进行了广泛的研究,但挑战仍在设计一种导致良好产量的均匀尺寸颗粒的方法。此外,该过程必须是可扩展的,并且容易适应其商业化。

“这项研究背后的动机是设计一种简单,廉价且可扩展的方法,用于综合石墨烯量子点,并开发适合大规模使用的实惠的土壤湿度传感器,”Hemen Kalita教授说,谁是领先作者这项研究。他是古汉蒂大学的助理教授,以前是188比分直播网的M aslam教授的博士生。 

研究人员提出了一种从易于可用和低成本的石墨烯氧化物中生产石墨烯量子点的方法,以产生小至3-5纳米。它们将石墨烯薄膜涂在碳电极上并放置在电解质溶液内。当将电流施加到设置时,石墨烯氧化物中的碳键粘合得到切割,电解质的分子占据氧化物层中的那些间隙。最终,它们形成具有含氧化学基团的石墨烯的量子点。 

“在实验室规模,我们通过我们的新方法综合石墨烯量子点成功,我们提出了综合方法的专利,”Kalita教授说。 

使用石墨烯量子点,研究人员制造了一种尺寸小于扁豆种子的土壤湿度传感器。由传感器显示的水分含量值取决于测量其的电阻,并且随着含水量的百分比增加,存在抵抗力。当传感器插入潮湿的土壤中时,将存在于石墨烯量子点中的氧原子与水的氢原子相互作用,并在传感器的表面上形成水分子层。当外部电压通过源仪施加到传感器时,上层的松散保持水分子被电离并进行电荷。这导致传感器的电阻降低。  

研究人员在黑色和红壤样品上测试了土壤水分传感器。他们发现,传感器测量的水分含量与土壤样品的已知水含量紧密匹配。传感器在3分钟内给出最终读数,20秒后可以再次使用。  

此外,研究人员通过连续使用超过五个月来测试传感器的稳定性,以测量土壤样品中的水含量。他们发现传感器在这段时间内提供一致的读数,适用于一系列土壤水平。  

“通过广泛的现场测试和改进的包装,我们的传感器将适合商业化。一些公司已经向我们接近了我们并与我们的团队开始讨论将该项目带到行业前线,“Kalita教授说。 “我们旨在为中产阶级农民社区开发稳定和实惠的传感器,”他签下了。 

文章写的

Amritha rangarajan.

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照片作者janKopživa在undleash上

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