Sensor lemah anyar bisa ningkatake efisiensi pembuahan

Pupuk sing ngemot nitrogen digunakake kanggo nambah produksi panganan, nanging emisi kasebut bisa ngrusak lingkungan.Kanggo ngoptimalake panggunaan sumber daya, mundhakaken asil tetanèn, lan ngedhunake risiko lingkungan, pemantauan terus-terusan lan wektu nyata babagan sifat lemah, kayata suhu lemah lan emisi pupuk, penting.Sensor multi-parameter perlu kanggo tetanèn sing cerdas utawa tliti kanggo nglacak emisi gas NOX lan suhu lemah kanggo pembuahan sing paling apik.

James L. Henderson, Jr Memorial Associate Professor of Engineering Science lan Mechanics ing Penn State Huanyu "Larry" Cheng mimpin pangembangan sensor multi-parameter sing kasil misahake suhu lan sinyal nitrogen kanggo ngidini pangukuran akurat saben.

Cheng ngandika,"Kanggo pembuahan sing efisien, perlu kanggo ngawasi kahanan lemah sing terus-terusan lan nyata-nyata, utamane panggunaan nitrogen lan suhu lemah.Iki penting kanggo ngevaluasi kesehatan panen, nyuda polusi lingkungan, lan promosi pertanian sing lestari lan presisi.

Panaliten kasebut nduweni tujuan kanggo nggunakake jumlah sing cocog kanggo ngasilake panen sing paling apik.Produksi potong bisa uga luwih murah tinimbang yen luwih akeh nitrogen digunakake.Nalika pupuk ditrapake kanthi berlebihan, bakal boros, tanduran bisa kobong, lan asap nitrogen beracun dibebasake menyang lingkungan.Petani bisa nggayuh tingkat pupuk sing cocog kanggo tuwuhing tanduran kanthi bantuan deteksi tingkat nitrogen sing akurat.

Co-penulis Li Yang, profesor ing School of Artificial Intelligence ing Universitas Teknologi Hebei China, ngandika,"Wuwuh tanduran uga kena pengaruh suhu, sing mengaruhi proses fisik, kimia, lan mikrobiologi ing lemah.Pemantauan sing terus-terusan ngidini para petani ngembangake strategi lan intervensi nalika suhu panas banget utawa adhem banget kanggo panenane.

Miturut Cheng, mekanisme Sensing sing bisa njupuk gas nitrogen lan pangukuran suhu independen saka saben liyane arang kacarita.Loro-lorone gas lan suhu bisa nyebabake variasi ing maca resistance sensor, dadi angel kanggo mbedakake antarane.

Tim Cheng nggawe sensor kinerja dhuwur sing bisa ndeteksi mundhut nitrogen kanthi bebas saka suhu lemah.Sensor kasebut digawe saka vanadium oxide-doped, laser-induced graphene busa, lan wis ditemokake manawa komplek logam doping ing graphene nambah adsorpsi gas lan sensitivitas deteksi.

Amarga membran alus nglindhungi sensor lan nyegah permeasi gas nitrogen, sensor mung nanggepi owah-owahan ing suhu.Sensor uga bisa digunakake tanpa enkapsulasi lan ing suhu sing luwih dhuwur.

Iki ngidini pangukuran sing akurat saka gas nitrogen kanthi ora kalebu efek saka kelembapan relatif lan suhu lemah.Suhu lan gas nitrogen bisa dipisahake kanthi lengkap lan bebas gangguan nggunakake sensor sing ditutup lan ora dibungkus.

Peneliti ujar manawa owah-owahan suhu decoupling lan emisi gas nitrogen bisa digunakake kanggo nggawe lan ngetrapake piranti multimodal kanthi mekanisme sensing decoupled kanggo tetanèn presisi ing kabeh kahanan cuaca.

Cheng ujar, "Kemampuan kanggo ndeteksi konsentrasi nitrogen oksida ultra-rendah lan owah-owahan suhu cilik kanthi bebarengan menehi dalan kanggo pangembangan piranti elektronik multimodal ing mangsa ngarep kanthi mekanisme sensing decoupled kanggo pertanian presisi, pemantauan kesehatan, lan aplikasi liyane."

Riset Cheng didanai dening National Institutes of Health, National Science Foundation, Penn State, lan Chinese National Natural Science Foundation.