幾十年來(lái)，植物發(fā)出幾乎無(wú)法察覺的電信號(hào)來(lái)感知和響應(yīng)環(huán)境的事實(shí)已經(jīng)為人所知。然而，由于這些信號(hào)的弱點(diǎn)，以及由于許多植物表面不規(guī)則而難以實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，利用這種能量一直是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)。

然而，現(xiàn)在，新加坡南洋理工大學(xué)(NTU Singapore)的研究人員設(shè)計(jì)了一種方法，使他們能夠與捕蠅草——一種將昆蟲引誘到其毛茸茸的葉瓣中的食肉植物——進(jìn)行“交流”，甚至讓它發(fā)揮作用。某些動(dòng)作。

南大團(tuán)隊(duì)采用開創(chuàng)性方法，該方法允許研究人員通過(guò)電信號(hào)與植物交互并按需控制它們的運(yùn)動(dòng)。圖片由南洋理工大學(xué)提供

結(jié)果發(fā)表在《自然電子》雜志上。

這一壯舉是通過(guò)使用粘性水凝膠將一小塊導(dǎo)電材料(直徑為 3 毫米)附著到植物表面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這使得研究人員能夠監(jiān)測(cè)植物如何對(duì)其環(huán)境做出反應(yīng)，并通過(guò)智能手機(jī)傳輸電信號(hào)，使其在 1.3 秒內(nèi)按需關(guān)閉葉子。

對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)可以開發(fā)出高度敏感的基于植物的機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠拾取和移動(dòng)極小且易碎的物體。通過(guò)使植物拾取直徑為半毫米的電線，證明了此類應(yīng)用的潛力。

此外，該系統(tǒng)可用于監(jiān)測(cè)植物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)并提前預(yù)測(cè)疾病的發(fā)展，這可以幫助農(nóng)民保護(hù)他們的作物并減少產(chǎn)量不佳的機(jī)會(huì)，改善各自社區(qū)的糧食安全。

“通過(guò)監(jiān)測(cè)植物的電信號(hào)，我們或許能夠檢測(cè)到可能的遇險(xiǎn)信號(hào)和異常情況。當(dāng)用于農(nóng)業(yè)用途時(shí)，農(nóng)民可能會(huì)發(fā)現(xiàn)疾病何時(shí)發(fā)生，甚至在作物出現(xiàn)全面癥狀之前，例如葉子變黃。這可能讓我們有機(jī)會(huì)迅速采取行動(dòng)，最大限度地提高人口的作物產(chǎn)量，”主要作者陳曉東說(shuō)。

在發(fā)表在Advanced Materials雜志上的另一項(xiàng)研究中，研究人員還使用了一種稱為熱凝膠的不同類型的水凝膠來(lái)增強(qiáng)信號(hào)傳輸并降低背景噪聲。在室溫下，熱凝膠從液體變?yōu)榭衫斓哪z，從而更好地粘附在具有不同表面紋理的植物上。

接下來(lái)，南大團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)研究他們的新“通信”設(shè)備，并尋找可用于廣泛領(lǐng)域的其他實(shí)際應(yīng)用。

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