나노 스케일 센서는 잎에서 파악하기 어려운 수위를 측정합니다.

잎의 수분 조절은 성장과 수확량, 질병 감수성 및 가뭄 저항성에 영향을 미치는 식물의 건강에 매우 중요합니다.

새로운 기술은 나노 스케일 센서와 광섬유를 사용하여 식물의 수분이 가장 적극적으로 관리되는 잎 표면 바로 내부의 수분 상태를 측정합니다.

이것은 기본 식물 생물학의 이해를 발전시키기 위한 최소 침습 연구 도구를 제공합니다. 가뭄에 강한 작물을 더 많이 번식시킬 수 있습니다.

이 기술은 결국 실시간으로 작물의 수분 상태를 측정하기 위한 농경학적 도구로 적용될 수 있습니다.

이 기술은 잎의 수분 잠재력을 측정하기 위해 AquaDust라고 불리는 부드러운 합성 하이드로겔로 형성된 나노입자를 주입하는 것을 포함합니다. 엽육에서 세포 사이의 틈새 공간을 차지하는 하이드로겔은 흡수성이며 잎의 수분 가용성에 따라 팽창 및 수축합니다.

AquaDust에는 상호 작용을 통해 염료 분자가 서로 얼마나 가까운지에 따라 서로 다른 파장에서 형광을 발할 수 있는 염료가 포함되어 있습니다. 광섬유를 사용하여 연구원은 빛을 비추고 스펙트럼을 다시 얻을 수 있으며, 이는 잎 내부의 수분 잠재력을 측정합니다.

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이 연구에서 연구원들은 1미터 길이의 옥수수 잎을 따라 여러 곳에 AquaDust를 주입한 다음 잎의 길이와 엽육을 따라 물 기울기를 측정했습니다. 이러한 측정을 통해 수분 스트레스에 대한 조직 반응 모델을 개발하고 현장에서 관찰되는 역학을 정확하게 예측할 수 있었습니다.

이 기술은 작물 연구, 농업 생산 및 제조 산업에 상업적으로 적용될 수 있지만 현재로서는 연구원들의 초점은 식물의 물 관리에 대한 매우 국소적인 생리학 측정에 있습니다.

연구 도구로서 식물 생물학자들은 물 스트레스의 극한 상황을 더 잘 이해할 수 있게 해주어 물을 더 효율적으로 생산할 수 있는 작물을 키울 수 있습니다.