Esqueceu de regar aquela planta em sua mesa de novo? Em breve, ele poderá enviar um SOS.

Os engenheiros do MIT criaram sensores que podem ser impressos nas folhas das plantas e revelam quando as plantas estão com escassez de água. Este tipo de tecnologia não só poderia salvar plantas de interior negligenciadas, mas, mais importante, dar aos agricultores um aviso antecipado quando suas safras estiverem em perigo, diz Michael Strano, o Carbon P. Dubbs Professor de Engenharia Química no MIT e o autor sênior do novo estudo.

"Este parece ser o primeiro indicador de seca que temos para aplicações agrícolas, "Strano diz." É difícil obter essas informações de outra forma. Você pode colocar sensores no solo, ou você pode fazer imagens de satélite e mapeamento, mas você nunca sabe realmente o que uma planta em particular está detectando como potencial hídrico. "

Strano já começou a trabalhar com um grande produtor agrícola para desenvolver esses sensores para uso em lavouras, e ele acredita que a tecnologia também pode ser útil para jardineiros e agricultores urbanos. Também pode ajudar os pesquisadores a desenvolver novas maneiras de projetar plantas resistentes à seca, ele diz.

Volodymyr Koman, um pós-doutorado no MIT, é o autor principal do artigo, que aparece na edição online de 8 de novembro da revista Lab on a Chip .

Sensores para impressão

Quando o solo seca, as plantas abrandam o seu crescimento, reduzir a atividade fotossintética, e sofrem danos aos seus tecidos. Algumas plantas começam a murchar, mas outros não mostram sinais visíveis de problemas até que já tenham sofrido danos significativos.

O novo sensor MIT tira proveito dos estômatos das plantas - pequenos poros na superfície de uma folha que permitem que a água evapore. Conforme a água evapora da folha, a pressão da água na planta cai, permitindo que ele retire água do solo por meio de um processo chamado transpiração.

Os biólogos vegetais sabem que os estômatos se abrem quando expostos à luz e se fecham na escuridão, mas a dinâmica dessa abertura e fechamento tem sido pouco estudada porque não existe uma boa maneira de medi-los diretamente em tempo real.

“As pessoas já sabiam que os estomas respondem à luz, à concentração de dióxido de carbono, à seca, mas agora podemos monitorá-lo continuamente, "Koman diz." Os métodos anteriores não eram capazes de produzir esse tipo de informação. "

Para criar seu sensor, os pesquisadores do MIT usaram uma tinta feita de nanotubos de carbono - minúsculos tubos ocos de carbono que conduzem eletricidade - dissolvidos em um composto orgânico chamado dodecil sulfato de sódio, que não danifica os estômatos. Essa tinta pode ser impressa através de um poro para criar um circuito eletrônico. Quando o poro está fechado, o circuito está intacto e a corrente pode ser medida conectando-se o circuito a um dispositivo chamado multímetro. Quando o poro abre, o circuito está quebrado e a corrente para de fluir, permitindo aos pesquisadores medir, muito precisamente, quando um único poro está aberto ou fechado.

Ao medir essa abertura e fechamento em alguns dias, sob condições normais e secas, os pesquisadores descobriram que podem detectar, Em dois dias, quando uma planta está passando por estresse hídrico. Eles descobriram que leva cerca de sete minutos para abrir os estômatos após a exposição à luz e 53 minutos para fechar quando a escuridão cai, mas essas respostas mudam durante condições secas. Quando as plantas são privadas de água, os pesquisadores descobriram que os estomas levam em média 25 minutos para abrir, enquanto o tempo para o fechamento dos estômatos cai para 45 minutos.

Alerta de seca

Para este estudo, os pesquisadores testaram os sensores em uma planta chamada lírio da paz, que eles escolheram em parte porque tem estômatos grandes. Para aplicar a tinta nas folhas, os pesquisadores criaram um molde de impressão com um canal microfluídico. Quando o molde é colocado em uma folha, a tinta que flui através do canal é depositada na superfície da folha.

A equipe do MIT está agora trabalhando em uma nova maneira de aplicar os circuitos eletrônicos, simplesmente colocando um adesivo na superfície da folha. Além de grandes produtores agrícolas, jardineiros e agricultores urbanos podem estar interessados ​​em tal dispositivo, os pesquisadores propõem.

"Pode ter grandes implicações para a agricultura, especialmente com a mudança climática, onde você terá escassez de água e mudanças nas temperaturas ambientais, "Koman diz.

Em trabalhos relacionados, O laboratório de Strano está explorando a possibilidade de criar matrizes desses sensores que poderiam ser usados ​​para detectar luz e capturar imagens, muito parecido com uma câmera.

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.