科学家研发出旨在帮助农民节约宝贵水资源的高科技土壤传感器-全球简讯

来源：cnBeta 　2023-03-09 05:32:15

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土壤湿度传感器可以帮助农民节约用水，让他们知道他们的作物何时真正需要浇水。一种实验性的新传感器可能特别有帮助，因为它采用了一种特殊的材料，使其对水分高度敏感。由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的Mohamed Eddaoudi和Khaled Salama教授开发，该原型设备被设计成像帐篷钉子一样插入土壤中。

其底端的湿度感应元件被一层被称为金属有机框架（MOF）的合成材料薄膜所覆盖。此前，MOF被用于水过滤器、碳捕获介质和疫苗等应用中，它有一个开放的笼状内部微结构，使它们能够吸收某些类型的分子。

虽然KAUST团队尝试了各种MOF，但发现其中一种--称为Cr-soc-MOF-1--对水有特殊的亲和力，能在液体中捕获其自身重量的两倍。

科学家们在一个廉价的电极微型传感器上涂上一层该材料的薄膜，然后将该传感器插入潮湿的土壤中。当薄膜开始从土壤中吸水时，水就取代了MOF中的一些空气，按比例改变其电容量。这种变化可以被微型传感器检测到，从而提供一个关于土壤湿度的电子读数。

该装置被发现可以在黄土和粘土样本中工作，在后者中表现出大约8分钟的响应时间。现在的计划是利用该设备的更便携版本对该技术进行实际的现场测试。

Salama教授说："我们预计基于MOF的土壤湿度传感器将推动下一代土壤湿度传感器技术，提供自动化和精确的灌溉系统。"

关于这项研究的论文最近发表在ACS应用材料与界面杂志上。

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