좋은 것이 지나치면 언제 나쁜 것이 되는가? 그게 질문이야 조나단 클라우센, 조교수 아이오와주립대학교 기계공학과, 그리고 그의 연구원 팀은 농부들이 살충제 사용과 관련하여 답할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다. 과소 사용은 농부의 농작물에 해를 끼칠 수 있는 반면 과도하게 사용하면 토양이나 수로로 유출될 수 있습니다.
Claussen과 그의 팀은 토양에서 살충제를 감지할 수 있는 유연하고 저렴한 일회용 바이오센서를 만들었습니다. 이 바이오 센서는 강력하고 안정적인 나노 입자인 그래핀으로 만들어졌으며 샘플을 실험실에 보내고 결과를 기다리는 데 드는 시간과 비용과 달리 즉각적인 피드백을 제공합니다.
USDA 국립식품농업연구소 로 프로젝트를 지원했습니다. 농업 및 식품 연구 이니셔티브 일부로 부여 나노기술 프로그램.
바이오 센서는 먼저 종이에 그래핀 잉크를 인쇄하여 만듭니다. 그런 다음 레이저는 그래핀 잉크 조각을 함께 용접하여 XNUMX차원의 나노구조 표면을 만들어 전기 전도성을 향상시키기 위해 잉크를 추적합니다.
"조각은 종이 표면에서 올라오는 장미 꽃잎처럼 보입니다."라고 Claussen은 말했습니다. "그들은 토양을 테스트하기 위한 기본 재료를 형성합니다."
이를 위해 바이오센서는 토양과 물의 슬러리에 담근다. 그런 다음 현장의 전기화학 판독기에 연결하여 살충제를 테스트합니다.
“이것은 pH 테스트 스트립과 같습니다.”라고 Claussen은 말했습니다. 테스트 결과는 농부들이 건강한 작물을 유지하고 환경 피해를 최소화하기 위해 얼마나 많은 살충제가 필요한지 빠르게 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 결과는 농약 남용이 명백한 경우 농부들이 환경 개선이 필요한 부분을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
바이오센서는 농업계를 넘어 사용할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그 위에 고정된 생물학적 구성 요소를 변경하기만 하면 그 속성을 생물 의학, 환경 또는 식품 안전 분야에서 사용하기 위해 변환할 수 있습니다.
“이 프로젝트에서 가장 나를 매료시키는 것은 그것이 제공할 수 있는 실제 세계에 미치는 영향입니다.”라고 Claussen은 말했습니다. “그래핀 센서는 일반적으로 전기화학 센서의 성능을 높이는 데 사용되는 귀금속을 사용할 필요가 없습니다. 따라서 [이] 기술은 실제로 유연하고 저렴한 전자 제품 및 센서에 대중이 사용할 수 있습니다.”
— 셀리나 마이너스, 국립식품농업연구소
출처: USDA 블로그