खूप चांगली गोष्ट वाईट कधी बनते? हाच प्रश्न आहे जोनाथन क्लॉसेन, सहाय्यक प्राध्यापक येथे आयोवा राज्य विद्यापीठाचा यांत्रिक अभियांत्रिकी विभाग, आणि त्यांच्या संशोधकांच्या टीमचे उद्दिष्ट आहे की कीटकनाशक वापराचा प्रश्न येतो तेव्हा शेतकऱ्यांना उत्तर देण्यात मदत करणे. कमी वापरामुळे शेतकऱ्यांच्या पिकांना हानी पोहोचते, तर अतिवापरामुळे माती किंवा जलवाहिनी वाहून जाऊ शकते.
क्लॉसेन आणि त्यांच्या टीमने एक लवचिक, कमी किमतीचा आणि डिस्पोजेबल बायोसेन्सर तयार केला जो जमिनीतील कीटकनाशके शोधू शकतो. हा बायोसेन्सर ग्राफीनपासून बनलेला आहे, एक मजबूत आणि स्थिर नॅनोपार्टिकल, आणि तात्काळ अभिप्राय प्रदान करतो, अन्यथा प्रयोगशाळेत नमुना पाठवण्यासाठी आणि परिणामांची प्रतीक्षा करण्यासाठी लागणारा वेळ आणि पैसा याच्या उलट.
USDA ची राष्ट्रीय अन्न आणि कृषी संस्था सह प्रकल्पाचे समर्थन केले कृषी आणि अन्न संशोधन उपक्रम चा भाग म्हणून अनुदान नॅनोटेक्नॉलॉजी प्रोग्राम.
बायोसेन्सर प्रथम ग्राफीन शाई कागदावर मुद्रित करून तयार केला जातो. लेसर नंतर ग्रेफिन शाईचे फ्लेक्स एकत्र जोडून, त्रिमितीय नॅनोस्ट्रक्चर्ड पृष्ठभाग बनवून तिची विद्युत चालकता सुधारण्यासाठी शाईवर ट्रेस करते.
"फ्लेक्स जवळजवळ कागदाच्या पृष्ठभागावरुन वर आलेल्या गुलाबाच्या पाकळ्यांसारखे दिसतात," क्लॉसेन म्हणाले. "मातीची चाचणी घेण्यासाठी ते आधारभूत साहित्य तयार करतात."
हे करण्यासाठी, बायोसेन्सर माती आणि पाण्याच्या स्लरीमध्ये बुडविले जाते. त्यानंतर कीटकनाशकाची चाचणी करण्यासाठी ते शेतातील इलेक्ट्रोकेमिकल रीडरशी जोडले जाते.
“हे पीएच चाचणी पट्टीसारखे आहे,” क्लॉसेन म्हणाले. चाचण्यांचे परिणाम शेतकऱ्यांना निरोगी पिके राखण्यासाठी आणि पर्यावरणाची हानी कमी करण्यासाठी किती कीटकनाशके आवश्यक आहेत हे लवकर समजण्यास मदत करू शकतात. तसेच, कीटकनाशकांचा अतिवापर दिसून आल्यास पर्यावरणीय उपायांची गरज कोठे आहे हे समजून घेण्यास परिणाम शेतकऱ्यांना मदत करू शकतात.
बायोसेन्सरमध्ये कृषी समुदायाच्या पलीकडे वापरण्याची मोठी क्षमता आहे. त्याचे गुणधर्म जैववैद्यकीय, पर्यावरणीय किंवा अन्न सुरक्षा क्षेत्रात वापरण्यासाठी रूपांतरित केले जाऊ शकतात, फक्त त्याच्या वर स्थिर असलेले जैविक घटक बदलून.
क्लॉसेन म्हणाले, “या प्रकल्पाबद्दल मला सर्वात जास्त आकर्षित करणारे वास्तविक जग परिणाम आहे. "ग्राफीन सेन्सर्सना मौल्यवान धातूंचा वापर करण्याची आवश्यकता नाही जी सामान्यत: इलेक्ट्रोकेमिकल सेन्सरची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी वापरली जातात. त्यामुळे, [हे] तंत्रज्ञान खरोखरच लवचिक/कमी किमतीच्या इलेक्ट्रॉनिक्स आणि सेन्सरसाठी जनतेद्वारे वापरले जाऊ शकते.”
- सेलिना मीनर्स, राष्ट्रीय अन्न आणि कृषी संस्था
स्रोत: USDA ब्लॉग