Када превише добре ствари постаје лоша ствар? То је питање Јонатхан Цлауссен, доцент на Одељење за машинство на Државном универзитету у Ајови, а његов тим истраживача има за циљ да помогне фармерима да одговоре када је у питању употреба пестицида. Недовољна употреба може штетити усевима фармера, док прекомерна употреба може довести до отицања у земљиште или водене путеве.
Клаусен и његов тим створили су флексибилан, јефтин биосензор за једнократну употребу који може да открије пестициде у земљишту. Овај биосензор је направљен од графена, јаке и стабилне наночестице, и пружа тренутну повратну информацију, за разлику од времена и новца који би иначе били потребни да се узорак пошаље у лабораторију и чекају резултати.
Национални институт за храну и пољопривреду УСДА подржао пројекат са ан Иницијатива за истраживање пољопривреде и хране грант као део Програм нанотехнологије.
Биосензор се прави тако што се прво штампа графенско мастило на папир. Ласер затим прелази преко мастила да би побољшао његову електричну проводљивост заваривањем љускица графенског мастила, правећи наноструктурирану површину која је тродимензионална.
„Пахуљице скоро изгледају као латице руже које излазе са површине папира“, рекао је Клаусен. "Они чине основни материјал за тестирање тла."
Да би се то урадило, биосензор се урони у кашу земље и воде. Затим се повезује са електрохемијским читачем на терену ради тестирања пестицида.
„То је као пХ тест трака“, рекао је Клаусен. Резултати тестова могу помоћи пољопривредницима да брзо схвате колико је пестицида потребно за одржавање здравих усева и минимизирање штете по животну средину. Такође, резултати могу помоћи пољопривредницима да схвате где би санација животне средине могла бити потребна ако је очигледна прекомерна употреба пестицида.
Биосензор има велики потенцијал за употребу изван пољопривредне заједнице. Његова својства се могу конвертовати за употребу у биомедицинским, еколошким или областима безбедности хране, једноставном променом биолошких компоненти које су имобилисане на њему.
„Оно што ме највише фасцинира код овог пројекта је утицај у стварном свету који може да пружи“, рекао је Клаусен. „Графенски сензори не захтевају употребу племенитих метала који се обично користе за повећање перформанси електрохемијских сензора. Због тога би [ова] технологија заиста могла да се користи од стране масе за флексибилну / јефтину електронику и сензоре."
— Селина Мајнерс, Национални институт за храну и пољопривреду
Извор: УСДА Блог