Sensor taneuh anu tiasa diuraikeun sacara biologis tiasa ngarobih pendekatan pertanian sareng konservasi

Panalungtikan anyar ti Departemen Téknik Mesin Paul M. Rady ngeunaan sénsor anu tiasa diuraikeun sacara biologis tiasa ngarobih cara patani ngalacak, ngukur, sareng ngaréspon sacara real time kana aktivitas mikroba taneuhna kalayan implikasi anu ageung pikeun ngungkulan émisi gas rumah kaca global.

Karya éta, anu nembe diterbitkeun dina Élmu Canggih, dipingpin ku Madhur Atreya (Ph.D.MechEngr'22) sareng profesor Greg Whiting sareng Jason Neff di CU Boulder. Éta ngajelaskeun kumaha sénsor anu murah sareng gampang dicitak tiasa ngukur kaséhatan taneuh ku cara ngalacak dékomposisi sorangan sacara nyata waktu—sadayana kalayan saeutik pisan atanapi teu aya pangaruhna kana lingkungan luarna sareng ngalangkungan panggunaan éléktronik anu gampang disayagikeun.

"Degradasi hiji objék, boh éta sénsor anyar urang atanapi mobil lami anu karatan, tiasa nyaritakeun carita ngeunaan lingkunganana. Dina tulisan ieu, urang nunjukkeun yén kumaha alat biodegradable anu saderhana gagal dina taneuh tiasa nyaritakeun hal ngeunaan aktivitas mikroba taneuh éta anu mangpaat dina rupa-rupa kaayaan," saur Atreya.

Leuwih ti sapertiluna taneuh di sakumna dunya geus béak, anu ngabalukarkeun ningkatna panggunaan pupuk sarta, kahareupna, ningkatna émisi gas rumah kaca. Atreya nyarios yén meunangkeun wawasan khusus ngeunaan jumlah pupuk anu dianggo di hiji daérah atanapi kumaha séhatna taneuh sacara umum penting pisan pikeun ningkatkeun suplai tatanén sareng poténsial ngalambatkeun leungitna kaanekaragaman hayati di usaha konservasi tapi sacara tradisional hésé dilaksanakeun.

Éta sabagian kusabab kéngingkeun metrik anu relevan meryogikeun miceun taneuh sareng ngirimkeunana ka laboratorium pikeun dianalisis. Éta peryogi waktos sareng eusi mikroba dina sampel sareng lapangan tiasa robih di antawisna. Atreya nyarios yén pendekatan sanés pikeun ngumpulkeun inpormasi sapertos kieu boh sami-sami intensif tanaga atanapi kakurangan laporan waktos nyata sareng aspék aksés data anu gampang anu dicobian kahontal ku tim.

"Aya dua program anu tos aya — Indéks Kantong Teh sareng Soil Your Undies — anu ngadorong jalma-jalma di sakumna dunya pikeun ngubur barang-barang dina taneuh sareng sacara kuantitatif atanapi kualitatif ngawaskeun dekomposisi fisikna pikeun ngartos kaséhatan taneuh di sakurilingna," saurna. "Anjeun tiasa nganggap sénsor énggal kami salaku vérsi éléktronik tina pendekatan éta."

Tim ayeuna fokus kana ningkatkeun kamampuan manufaktur sareng daya tahan sénsorna.

"Kami nuju nalungtik bahan-bahan sanés anu tiasa dianggo pikeun ngadamel sénsor anu sami anu panginten langkung saé sareng pikeun narékahan mikroba taneuh anu langkung spésifik."aktivitas énzimatik," saurna. "Kami ogé nembe kéngingkeun hibah énggal ti program ARPA-E Departemen Energi anu bakal ngamungkinkeun kami pikeun ngajalajah aspék siklus nitrogén taneuh."

Atreya nyéépkeun waktos salaku insinyur desain di industri sateuacan sumping ka CU Boulder pikeun kéngingkeun gelar Ph.D. Anjeunna lulus dina usum panas 2022 sareng ayeuna damel salaku panaliti postdoctoral di Whiting.

"Kuring geus minat kana desain sustainable kanggo sababaraha waktos tapi teu pernah ngabayangkeun kuring bakal damel dina éléktronika biodegradable anu dicitak," saurna. "Taneuh rumit pisan sareng unggal angkatan tiasa bénten-bénten. Untungna, kuring gaduh tim anu saé taneuh sareng ahli polimér dina rékayasa sareng di sakumna kampus pikeun ngabantosan sareng ngabimbing kuring sapanjang jalan.”