伊利諾大學厄巴納-香檳分校的研究人員在《設備》（Device）雜誌上發表論文稱，他們開發出了新型高柔性感測器，能夠自主監測和傳輸植物生長數據。化學與生物分子工程教授刁穎與植物生物學教授兼系主任安德魯-利基（Andrew Leakey）共同領導了這項研究，他說，這種聚合物感測器對濕度和溫度有很好的適應性，在植物生長過程中可以伸縮400% 以上，並能向遠端監控地點發送無線訊號。

伊利諾大學的研究人員發明了可拉伸感測器，這種感測器可以監測植物生長並遠端傳輸數據，克服了最初的挑戰，有可能徹底改變地球和太空的農業實踐。資料來源：美國國家航空暨太空總署馬歇爾太空飛行中心

這項研究詳細介紹了美國國家航空暨太空總署（NASA）授予刁穎的一項資助的部分早期成果，該資助旨在研究如何利用可穿戴印刷電子設備實現太空農業。

她說：”這項工作的動機是宇航員在執行長期任務時需要可持續地種植蔬菜。”

團隊利用一個地球實驗室來進行這個項目，目的是創造一個高度可靠的可拉伸電子設備。

“老實說，我們在開始這項工作時認為，這項任務只需要幾個月就能完善。然而，我們很快就意識到，我們的聚合物太硬了，”該研究的第一作者、研究生王思清說。 「我們必須重新配製很多成分，使它們更柔軟、更有伸縮性，並調整我們的列印方法，控制裝置內部微結構的組裝，使它們在列印和固化過程中不會形成大晶體。”

研究團隊找到了一個非常薄的薄膜裝置，有助於在組裝和列印過程中抑制晶體生長。

“在解決了拉伸性和組裝問題之後，我們必須解決在高濕度和快速生長條件下使用穿戴式電子設備所帶來的問題，」王說。 “我們需要可重現的結果，這樣在生長實驗過程中就不會出現感測器脫落或電子故障。我們最終找到了一種不受苛刻條件影響的無縫電極和介面。”

基於可伸縮聚合物和電子元件的自主遠端應變感測器”（SPEARS2）是三年艱苦工作的成果，證明了應用科學很少有”尤里卡時刻”。

“在我們對植物生長進行精確、非侵入式即時測量的能力方面，這是一項令人興奮的技術進步。我期待著看到它如何與最新的基因組和細胞過程分析工具相輔相成，”Leakey 說。

這項研究關注的是玉米等主要向上生長的植物。不過，研究人員計劃推進他們的電子列印方法，以創建一個可以監測向上和向外生長的系統。

研究小組表示，他們還在努力提高遠端感知和監控化學過程的能力。

“我認為穿戴式電子產品研究界忽視植物的時間太長了，”刁穎說。 「我們知道，植物在適應氣候的過程中承受著巨大的壓力，我認為軟電子產品可以在促進我們的理解方面發揮更大的作用，這樣我們就能確保植物在未來健康、快樂和永續發展–無論是在太空、其他星球或地球上。

編譯來源：ScitechDaily