Kur shumë nga një gjë e mirë bëhet një gjë e keqe? Kjo është pyetja Jonathan Claussen, profesor asistent në Departamenti i Inxhinierisë Mekanike i Universitetit Shtetëror të Iowa-s, dhe ekipi i tij i studiuesve synojnë të ndihmojnë fermerët të përgjigjen kur bëhet fjalë për përdorimin e pesticideve. Përdorimi i pamjaftueshëm mund të dëmtojë të korrat e fermerëve, ndërsa përdorimi i tepërt mund të rezultojë në rrjedhje në tokë ose në rrugët ujore.
Claussen dhe ekipi i tij krijuan një biosensor fleksibël, me kosto të ulët dhe të disponueshme që mund të zbulojë pesticidet në tokë. Ky biosensor është bërë nga grafeni, një nanogrimcë e fortë dhe e qëndrueshme, dhe ofron reagime të menjëhershme, në krahasim me kohën dhe paratë që do të duheshin përndryshe për të dërguar një kampion në një laborator dhe për të pritur rezultatet.
Instituti Kombëtar i Ushqimit dhe Bujqësisë i USDA e mbështeti projektin me një Iniciativa e Kërkimit të Bujqësisë dhe Ushqimit granti si pjesë e Programi i Nanoteknologjisë.
Biosensori është bërë duke shtypur fillimisht bojë grafeni në letër. Një lazer më pas gjurmon mbi bojë për të përmirësuar përçueshmërinë e saj elektrike duke bashkuar së bashku copat e bojës së grafenit, duke krijuar një sipërfaqe me nanostrukturë që është tre dimensionale.
"Thekonet pothuajse duken si petale trëndafili që dalin nga sipërfaqja e letrës," tha Claussen. "Ata formojnë materialin bazë për të testuar tokën."
Për ta bërë këtë, biosensori zhytet në një pluhur dheu dhe uji. Më pas lidhet me një lexues elektrokimik në terren për të testuar për pesticide.
"Është si një shirit provë pH," tha Claussen. Rezultatet e testit mund t'i ndihmojnë fermerët të kuptojnë shpejt se sa pesticide nevojiten për të mbajtur të korrat e shëndetshme dhe për të minimizuar dëmtimin mjedisor. Gjithashtu, rezultatet mund t'i ndihmojnë fermerët të kuptojnë se ku mund të nevojitet korrigjimi mjedisor nëse është i dukshëm përdorimi i tepërt i pesticideve.
Biosensori ka potencial të madh për përdorim përtej komunitetit bujqësor. Vetitë e tij mund të konvertohen për përdorim në fushat biomjekësore, mjedisore ose të sigurisë ushqimore, thjesht duke ndryshuar përbërësit biologjikë që janë të palëvizshëm mbi të.
“Ajo që më magjeps më shumë nga ky projekt është ndikimi në botën reale që mund të japë,” tha Claussen. “Sensorët e grafenit nuk kërkojnë përdorimin e metaleve të çmuara që zakonisht përdoren për të rritur performancën e sensorëve elektrokimikë. Prandaj, [kjo] teknologji me të vërtetë mund të përdoret nga masat për elektronikë dhe sensorë fleksibël/me kosto të ulët.”
- Selina Meiners, Instituti Kombëtar i Ushqimit dhe Bujqësisë
Burimi: Blog i USDA