確保食安,新加坡科學家開發能與植物溝通的設備

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 17 日 16:42 | 分類 尖端科技 , 生物科技 , 食品科技 Telegram share ! follow us in feedly


新加坡南洋理工大學(NTU)主導的科學團隊近日宣布,開發出可藉由電訊號(Electrical signals)和植物「溝通」的裝置,透過測量植物釋放的電訊號,有助及早發現農作物疾病,確保食物安全。

研究團隊表示,數十年來,科學家已知植物會釋放電訊號,感受周遭環境並反應。然而植物的電訊號十分微弱,只有在電極和植物表面有良好接觸時才有辦法偵測到。植物表面的細毛、薄膜、植物蠟等因素,都會使電子設備難以附著並做到可靠的電訊號傳輸。

為了克服挑戰,南洋理工大學研究團隊從心電圖獲得靈感;為了驗證概念,先藉由捕蠅草測試植物溝通裝置是否可行。研究人員藉由水凝膠,使設備的電極更附著於捕蠅草表面;如此一來,研究人員不僅可接收植物發出來的電訊號,觀察植物對周遭環境的反應,同時還可以傳遞訊號給植物。研究團隊使用智慧手機,以特定頻率將電脈衝傳輸到設備,成功驅使捕蠅草 1.3 秒內關閉葉片。

為了使設備的電極更能附著各種植物,研究團隊也和新加坡科學技術研究局旗下的材料研究與工程研究所(IMRE)合作,共同開發名為「Thermogel」的水凝膠,以達成更高品質的訊號檢測。據悉,此種水凝膠的黏合強度是普通水凝膠 4~5 倍,且訊號更強,背景噪音更低。

南洋理工大學材料科學與工程學院教授陳曉東表示,這樣測試證明可成功捕捉植物釋放的電訊號,同時不會影響植物行光合作用;換言之,研究團隊開發的「溝通」裝置,不會對植物造成危害。透過監測植物的電訊號,或許能及早發現植物的「求救訊號」,對提高農作產量、食品安全有很大幫助。

(首圖來源:新加坡南洋理工大學