Ben je weer eens vergeten je plant water te geven? Als het aan het MIT ligt, kunnen ze dan binnenkort om hulp ‘roepen’.
Wanneer de grond onder hun ‘voeten’ te droog wordt, groeien planten minder hard en stoppen ze minder energie in fotosynthese. Uiteindelijk gaan de planten verwelken. Maar een boer kan natuurlijk niet wachten tot hij zijn gewassen slap ziet worden. Hij moet eerder actie ondernemen. Het MIT wil de boer te hulp schieten.
Dat probeert het instituut met een piepkleine sensor. Deze sensor kan op het blad van een plant worden geprint. De onderzoekers konden hiermee binnen twee dagen vaststellen of een gewas stress ervaarde door droogte.
Huidmondjes
Het MIT maakte gebruik van de huidmondjes van de plant – in dit geval een lepelplant. Als je de biologieles even oprakelt: huidmondjes zijn kleine poriën op de bladeren die open en dicht kunnen. Via deze delen kan water verdampen uit het blad. Als dit gebeurt, gaat de waterdruk in de plant naar beneden en kan het gewas vervolgens weer water opnemen vanuit de bodem.
De huidmondjes openen wanneer ze bloot worden gesteld aan licht en sluiten als de duisternis zijn intrede doet. De onderzoekers ontdekten dat de huidmondjes van de lepelplant 7 minuten nodig hebben om te openen als je er licht op schijnt en 53 minuten om weer te sluiten als je het lampje uit doet. Althans, als de omstandigheden normaal zijn. Bij droogte is dit respectievelijk 25 en 45 minuten.
Elektrisch circuit
Dit gegeven gebruiken de sensors om te laten weten of de plant het op de heupen krijgt van het watertekort. De sensors worden op de huidmondjes geprint met behulp van inkt, uitgerust met koolstofnanobuisjes – kleine, holle buisjes die elektriciteit geleiden. Wanneer de porie is gesloten, is het circuit intact. Dit kan worden gemeten door een zogenoemde multimeter. Wanneer de porie open is, is deze verbinding naar de multimeter verbroken.
Aan de hand van deze metingen en de tijd dat het de huidmondjes kost om te openen en sluiten in normale en droge omstandigheden, kunnen de onderzoekers – en later de boeren – achterhalen of de planten stress ervaren.
Sticker
Het MIT werkt nu aan een manier om de elektronische circuits aan te brengen op de plantenbladeren met behulp van een sticker. Want in het printen van alle gewassen gaat meer tijd zitten dan in het stickeren, zo beredeneren de onderzoekers.
Naast de agrarische sector denken de wetenschappers dat de sensors ook in trek zullen zijn bij mensen die graag in hun eigen tuintje rommelen en personen die altijd vergeten hun plantjes water te geven…
Bronnen: Lab on a Chip, MIT
Beeld: Betsy Skrip
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!