Shuohao Cai, akẹ́kọ̀ọ́ dókítà nínú ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ilẹ̀, fi ọ̀pá sensọ̀ kan síta pẹ̀lú àmì sensọ̀ oníṣẹ́-púpọ̀ tí ó ń jẹ́ kí a lè wọn ní àwọn ìjìnlẹ̀ tó yàtọ̀ síra sínú ilẹ̀ ní Yunifásítì Wisconsin-Madison Hancock Agricultural Research Station.
MADISON — Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ ti Yunifásítì Wisconsin-Madison ti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn sensọ̀ tí ó ní owó pọ́ọ́kú tí ó lè pèsè ìṣàyẹ̀wò nítrétì ní àkókò gidi ní àwọn irú ilẹ̀ tí ó wọ́pọ̀ ní Wisconsin. Àwọn sensọ̀ electrochemical tí a tẹ̀ jáde wọ̀nyí lè ran àwọn àgbẹ̀ lọ́wọ́ láti ṣe ìpinnu ìṣàkóso oúnjẹ tí ó ní ìmọ̀ àti láti rí àǹfààní ọrọ̀ ajé gbà.
“Àwọn sensọ̀ wa lè fún àwọn àgbẹ̀ ní òye tó dára jù nípa ipò oúnjẹ ilẹ̀ wọn àti iye nitrate tó wà fún àwọn ewéko wọn, èyí tó máa ràn wọ́n lọ́wọ́ láti pinnu iye ajilẹ̀ tí wọ́n nílò ní gidi,” ni Joseph Andrews, olùrànlọ́wọ́ ọ̀jọ̀gbọ́n ní Harvard University sọ. Ilé-ẹ̀kọ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ ní University of Wisconsin-Madison ló darí ìwádìí náà. “Tí wọ́n bá lè dín iye ajilẹ̀ tí wọ́n rà kù, ìfowópamọ́ owó lè ṣe pàtàkì fún àwọn oko ńlá.”
Nitrates jẹ́ oúnjẹ pàtàkì fún ìdàgbàsókè èso, ṣùgbọ́n nitrates tó pọ̀jù lè jáde láti inú ilẹ̀ kí ó sì wọ inú omi ilẹ̀. Irú ìbàjẹ́ yìí léwu fún àwọn ènìyàn tí wọ́n ń mu omi kànga tí ó ti bàjẹ́, ó sì lè ṣe ewu sí àyíká. A tún lè lo sensọ tuntun ti àwọn olùwádìí náà gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìwádìí iṣẹ́ àgbẹ̀ láti ṣe àkíyèsí ìyọnu nitrate àti láti ran àwọn ènìyàn lọ́wọ́ láti ṣe àwọn ọ̀nà tó dára jùlọ láti dín àwọn ipa búburú rẹ̀ kù.
Àwọn ọ̀nà tí a ń gbà ṣe àyẹ̀wò nitrate ilẹ̀ jẹ́ èyí tí ó gba iṣẹ́ púpọ̀, ó gbowó lórí, wọn kò sì fúnni ní ìwífún ní àkókò gidi. Ìdí nìyí tí Andrews, ògbóǹkangí nínú ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ tí a tẹ̀ jáde àti àwọn ẹgbẹ́ rẹ̀ fi pinnu láti ṣẹ̀dá ojútùú tó dára jù, tí kò sì gbowó púpọ̀.
Nínú iṣẹ́ yìí, àwọn olùwádìí lo ìlànà ìtẹ̀wé inkjet láti ṣẹ̀dá sensọ potentiometric kan, irú sensọ electrochemical thin-film kan. A sábà máa ń lo sensọ Potentiometric láti wọn nitrate nínú omi ojú omi dáadáa. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn sensọ wọ̀nyí kò dára fún lílò ní àyíká ilẹ̀ nítorí pé àwọn èròjà ilẹ̀ ńlá lè fa àwọn sensọ náà kí wọ́n sì dènà àwọn ìwọ̀n tó péye.
“Ìpèníjà pàtàkì tí a ń gbìyànjú láti yanjú ni láti wá ọ̀nà láti jẹ́ kí àwọn sensọ electrochemical wọ̀nyí ṣiṣẹ́ dáadáa ní àwọn ipò ilẹ̀ líle àti láti ṣàwárí àwọn ion nitrate ní ọ̀nà tí ó tọ́,” Andrews sọ.
Ojutu ẹgbẹ́ náà ni láti fi ìpele polyvinylidene fluoride kan sí orí sensọ náà. Gẹ́gẹ́ bí Andrews ti sọ, ohun èlò yìí ní àwọn ànímọ́ pàtàkì méjì. Àkọ́kọ́, ó ní àwọn ihò kéékèèké, tó tó nǹkan bí 400 nanometers ní ìwọ̀n, èyí tí ó jẹ́ kí àwọn ion nitrate kọjá nígbà tí wọ́n ń dí àwọn èròjà ilẹ̀. Èkejì, ó jẹ́ hydrophilic, ìyẹn ni pé, ó ń fa omi mọ́ra, ó sì ń fà á bí kànrìnkàn.
“Nítorí náà, omi èyíkéyìí tí ó ní nitrate yóò máa wọ inú àwọn sensọ wa, èyí tí ó ṣe pàtàkì gan-an nítorí pé ilẹ̀ náà dà bí kànrìnkàn, o sì máa pàdánù ìjàkadì ní ti ọrinrin tí ó ń wọ inú sensọ náà tí o kò bá lè gba ìfàmọ́ra omi kan náà. Agbára ilẹ̀,” Andrews sọ. “Àwọn ànímọ́ wọ̀nyí ti ìpele fluoride polyvinylidene jẹ́ kí a yọ omi tí ó ní nitrate jáde, kí a fi ránṣẹ́ sí ojú sensọ náà kí a sì rí nitrate dáadáa.”
Àwọn olùwádìí náà ṣàlàyé ìlọsíwájú wọn nínú ìwé kan tí wọ́n tẹ̀ jáde ní oṣù kẹta ọdún 2024 nínú ìwé ìròyìn Advanced Materials Technology.
Àwọn ẹgbẹ́ náà dán ìró wọn wò lórí oríṣi ilẹ̀ méjì tó yàtọ̀ síra tó ní í ṣe pẹ̀lú Wisconsin—ilẹ̀ iyanrìn, tó wọ́pọ̀ ní àwọn apá àríwá àárín gbùngbùn ìpínlẹ̀ náà, àti ilẹ̀ ẹrẹ̀, tó wọ́pọ̀ ní gúúsù ìwọ̀ oòrùn Wisconsin—wọ́n sì rí i pé àwọn ìró náà mú àwọn èsì tó péye jáde.
Àwọn olùwádìí náà ti ń so sensọ nitrate wọn pọ̀ mọ́ ẹ̀rọ sensọ oníṣẹ́-púpọ̀ tí wọ́n ń pè ní “sítíkà sensọ,” nínú èyí tí a gbé oríṣiríṣi sensọ mẹ́ta sórí ilẹ̀ ike tí ó rọrùn nípa lílo àtìlẹ́yìn àlẹ̀mọ́. Àwọn sítíkà náà tún ní àwọn sensọ ọrinrin àti ìwọ̀n otútù.
Àwọn olùwádìí yóò so ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn síkà ara mọ́ òpó kan, wọn yóò gbé wọn sí oríṣiríṣi gíga, lẹ́yìn náà wọn yóò sin òpó náà sínú ilẹ̀. Ètò yìí fún wọn láyè láti ṣe ìwọ̀n ní oríṣiríṣi ilẹ̀.
“Nípa wíwọ̀n nitrate, ọrinrin àti ìwọ̀n otutu ní àwọn ìjìnlẹ̀ ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, a lè ṣe ìṣírò ìlànà yíyọ nitrate kúrò nínú ilẹ̀ báyìí, kí a sì lóye bí nitrate ṣe ń rìn káàkiri ilẹ̀, èyí tí kò ṣeé ṣe tẹ́lẹ̀,” Andrews sọ.
Ní ìgbà ẹ̀ẹ̀rùn ọdún 2024, àwọn olùwádìí gbèrò láti gbé ọ̀pá sensọ̀ 30 sí ilẹ̀ ní ibùdó ìwádìí oko Hancock àti ibùdó ìwádìí oko Arlington ní Yunifásítì Wisconsin-Madison láti tún dán sensọ̀ náà wò.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-09-2024