Sensuri ġodda tal-ħamrija jistgħu jtejbu l-effiċjenza tal-fertilizzazzjoni tal-għelejjel

Il-fertilizzanti li fihom in-nitroġenu jintużaw biex iżidu l-produzzjoni tal-ikel, iżda l-emissjonijiet tagħhom jistgħu jniġġsu l-ambjent.Biex jiġi massimizzat l-użu tar-riżorsi, jiżdiedu r-rendimenti agrikoli, u jitnaqqsu r-riskji ambjentali, monitoraġġ kontinwu u f'ħin reali tal-proprjetajiet tal-ħamrija, bħat-temperatura tal-ħamrija u l-emissjoni tal-fertilizzanti, huwa essenzjali.Sensor b'ħafna parametri huwa meħtieġ għal agrikoltura intelliġenti jew ta 'preċiżjoni biex issegwi l-emissjonijiet tal-gass NOX u t-temperatura tal-ħamrija għall-aħjar fertilizzazzjoni.

James L. Henderson, Jr. Memorial Assoċjat Professur tax-Xjenza u l-Mekkanika tal-Inġinerija f'Penn State Huanyu "Larry" Cheng mexxa l-iżvilupp ta 'sensor b'ħafna parametri li jifred b'suċċess is-sinjali tat-temperatura u tan-nitroġenu biex jippermettu kejl preċiż ta' kull wieħed.

Cheng qal,"Għal fertilizzazzjoni effiċjenti, hemm bżonn ta 'monitoraġġ kontinwu u f'ħin reali tal-kundizzjonijiet tal-ħamrija, speċifikament l-utilizzazzjoni tan-nitroġenu u t-temperatura tal-ħamrija.Dan huwa essenzjali biex tiġi evalwata s-saħħa tal-uċuħ tar-raba’, jitnaqqas it-tniġġis ambjentali, u tiġi promossa agrikoltura sostenibbli u ta’ preċiżjoni.”

L-istudju għandu l-għan li jimpjega l-kwantità xierqa għall-aħjar rendiment tal-għelejjel.Il-produzzjoni tal-uċuħ tar-raba' tista' tkun inqas milli tista' tkun jekk jintuża aktar nitroġenu.Meta l-fertilizzant jiġi applikat b'mod eċċessiv, jinħela, il-pjanti jistgħu jinħarqu, u d-dħaħen tossiċi tan-nitroġenu jiġu rilaxxati fl-ambjent.Il-bdiewa jistgħu jilħqu l-livelli ideali ta 'fertilizzant għat-tkabbir tal-pjanti bl-għajnuna ta' skoperta preċiża tal-livell tan-nitroġenu.

Il-ko-awtur Li Yang, professur fl-Iskola tal-Intelliġenza Artifiċjali fl-Università tat-Teknoloġija Hebei taċ-Ċina, qal,“It-tkabbir tal-pjanti huwa affettwat ukoll mit-temperatura, li tinfluwenza l-proċessi fiżiċi, kimiċi u mikrobijoloġiċi fil-ħamrija.Il-monitoraġġ kontinwu jippermetti lill-bdiewa jiżviluppaw strateġiji u interventi meta t-temperaturi jkunu sħan jew kesħin wisq għall-uċuħ tar-raba’ tagħhom.”

Skond Cheng, mekkaniżmi ta 'sensing li jistgħu jiksbu gass tan-nitroġenu u kejl tat-temperatura indipendenti minn xulxin rarament huma rrappurtati.Kemm il-gassijiet kif ukoll it-temperatura jistgħu jikkawżaw varjazzjonijiet fil-qari tar-reżistenza tas-sensor, li jagħmilha diffiċli li ssir distinzjoni bejniethom.

It-tim ta 'Cheng ħoloq sensor ta' prestazzjoni għolja li jista 'jiskopri telf ta' nitroġenu indipendentement mit-temperatura tal-ħamrija.Is-sensorju huwa magħmul minn fowm tal-grafina drogat bl-ossidu tal-vanadju, indott bil-lejżer, u ġie skopert li l-kumplessi tal-metall tad-doping fil-grafen itejbu l-assorbiment tal-gass u s-sensittività ta 'skoperta.

Minħabba li membrana ratba tipproteġi s-sensor u tipprevjeni l-permeazzjoni tal-gass tan-nitroġenu, is-sensor jirreaġixxi biss għal bidliet fit-temperatura.Is-sensor jista 'jintuża wkoll mingħajr inkapsulament u f'temperatura ogħla.

Dan jippermetti kejl preċiż tal-gass tan-nitroġenu billi jeskludi l-effetti tal-umdità relattiva u t-temperatura tal-ħamrija.It-temperatura u l-gass tan-nitroġenu jistgħu jiġu diżakkoppjati kompletament u mingħajr interferenza bl-użu tas-sensuri magħluqa u mhux inkapsulati.

Ir-riċerkatur qal li l-bidliet fit-temperatura tad-diżakkoppjar u l-emissjonijiet tal-gass tan-nitroġenu jistgħu jintużaw biex joħolqu u jimplimentaw apparati multimodali b'mekkaniżmi ta 'sensing diżakkoppjati għall-agrikoltura ta' preċiżjoni fil-kundizzjonijiet kollha tat-temp.

Cheng qal, "Il-kapaċità li jinstabu simultanjament konċentrazzjonijiet ta 'ossidu tan-nitroġenu ultra-baxx u bidliet żgħar fit-temperatura twitti t-triq għall-iżvilupp ta' apparati elettroniċi multimodali futuri b'mekkaniżmi ta 'sensing diżakkoppjati għall-agrikoltura ta' preċiżjoni, monitoraġġ tas-saħħa, u applikazzjonijiet oħra."

Ir-riċerka ta 'Cheng kienet iffinanzjata mill-Istituti Nazzjonali tas-Saħħa, il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza, Penn State, u l-Fondazzjoni Nazzjonali Ċiniża tax-Xjenza Naturali.