圖片來源：美國化學(xué)學(xué)會

為了控制開花和果實(shí)成熟，植物釋放氣態(tài)激素乙烯。環(huán)境條件，包括干旱、鹽度和病原體，也會導(dǎo)致激素水平波動。因此，實(shí)時監(jiān)測乙烯的釋放可以為農(nóng)民提供有關(guān)植物發(fā)育和健康的重要信息。現(xiàn)在，在ACS Central Science上報道的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種易于使用、堅(jiān)固耐用的傳感器，可以做到這一點(diǎn)。

由于乙烯在植物健康中的關(guān)鍵作用，農(nóng)業(yè)對監(jiān)測這種激素很感興趣。及早發(fā)現(xiàn)這種氣體釋放的變化可以讓農(nóng)民采取預(yù)防措施，恢復(fù)植物健康，減少作物損失。然而，現(xiàn)有傳感器存在局限性，使其無法在現(xiàn)場使用。麻省理工學(xué)院的 Timothy Swager、Darryl Fong 及其同事希望制造一種能夠靈敏檢測乙烯水平變化的傳感器。

新傳感器在一塊玻璃上包含一個單壁碳納米管 (SWCNT) 網(wǎng)絡(luò)，夾在金電極之間。研究人員在 SWCNT 頂部放置了一種含有鈀的催化混合物。在稱為瓦克氧化的化學(xué)反應(yīng)中，鈀催化劑將乙烯氣體轉(zhuǎn)化為乙醛。在這個反應(yīng)過程中，鈀改變了它的氧化態(tài)和與單壁碳納米管的相互作用，改變了它們的電導(dǎo)率。通過這種方式，研究人員可以監(jiān)測乙烯氣體水平隨時間的變化。為了演示傳感器，研究小組將康乃馨或洋桔�；ǚ旁谘b有該裝置的室中，并觀察乙烯的波動隨著鮮花盛開和凋謝的生產(chǎn)。研究人員說，該設(shè)備可以檢測室內(nèi)氣體的十億分之一濃度，并且憑借這種靈敏度，它可能被用于監(jiān)測田間的植物。