科學(xué)家們近日取得了一項(xiàng)突破性進(jìn)展，他們研發(fā)出了一種可以貼在植物葉片上的微型傳感器，這種傳感器能夠在植物出現(xiàn)可見損傷之前，提前檢測(cè)到其遭受的壓力狀況。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)有望為農(nóng)民和園藝愛好者提供更加及時(shí)有效的植物健康管理手段。

據(jù)悉，該傳感器的工作原理是通過監(jiān)測(cè)植物體內(nèi)的過氧化氫含量來判斷其是否處于壓力狀態(tài)。過氧化氫是植物受壓時(shí)的早期生化信號(hào)，其含量的變化能夠反映出植物的生理代謝狀態(tài)。當(dāng)植物遭受害蟲、干旱或病害等壓力時(shí)，其正常的生理代謝被打亂，過氧化氫的生成量會(huì)隨之增加。

這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，他們開發(fā)的傳感器能夠在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，且成本相對(duì)較低。這一優(yōu)勢(shì)使得農(nóng)民能夠更加便捷地監(jiān)測(cè)作物的健康狀況，從而及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，減少損失并提高產(chǎn)量。

該傳感器采用了電化學(xué)原理，通過特殊設(shè)計(jì)的水凝膠和微型塑料針與植物葉片接觸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過氧化氫濃度的精準(zhǔn)測(cè)量。水凝膠中含有能夠與過氧化氫反應(yīng)的酶，同時(shí)還摻入了導(dǎo)電材料還原氧化石墨烯，能夠?qū)⑦^氧化氫的濃度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行讀取。

為了驗(yàn)證傳感器的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，研究人員在健康的大豆和煙草植株上進(jìn)行了測(cè)試，并與感染了細(xì)菌的植株進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，感染細(xì)菌的植株葉片產(chǎn)生的電流明顯高于健康植株，且電流強(qiáng)度與過氧化氫含量呈正相關(guān)關(guān)系。這表明傳感器能夠準(zhǔn)確反映植物的壓力狀況。

該傳感器還具有較高的重復(fù)使用性。據(jù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹，貼片在重復(fù)使用9次后才開始出現(xiàn)微型針變形的情況。這一特點(diǎn)進(jìn)一步降低了農(nóng)民的使用成本，提高了傳感器的實(shí)用性。

這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)有望為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來革命性的變化。農(nóng)民們可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物的過氧化氫含量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理害蟲、干旱或病害等問題，從而確保作物的健康生長(zhǎng)和高產(chǎn)。同時(shí)，這一技術(shù)也為園藝愛好者提供了更加便捷的植物養(yǎng)護(hù)手段。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，他們將繼續(xù)優(yōu)化這項(xiàng)技術(shù)，提升其重復(fù)使用能力和準(zhǔn)確性，以更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。