Создан графеновый датчик-татуировка для измерения влажности живых листьев

Инженеры Техасского университета в Остине разработали миниатюрный графеновый датчик, который крепится на поверхность живого листа и в режиме реального времени передаёт данные о содержании влаги. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters.

Устройство представляет собой тонкую гибкую плёнку из графена, прикрепляемую к нижней стороне листа. Небольшой электрический импульс приводит в движение ионы внутри листовой пластины, изменяя проводимость датчика. По величине этого изменения определяется точный уровень влажности. На обновление показаний расходуется 23 аттоджоуля энергии, а на считывание — 0,23 микроватта. Одна компактная солнечная панель способна обеспечить питание миллионов таких сенсоров одновременно.

Датчик обладает свойствами искусственного синапса — он хранит и обрабатывает информацию непосредственно на месте сбора, без необходимости передачи на внешние процессоры. Это снижает энергозатраты при масштабном развёртывании сети сенсоров в лесах и на сельскохозяйственных угодьях.

Существующие методы определения влажности растительности требуют обламывания или срезания веток и работают только с мёртвым или высушенным материалом. Новая технология позволяет вести непрерывный мониторинг живых растений в критические периоды — ранним утром, в вечерние часы или при жаркой ветреной погоде.

Руководители проекта — доцент кафедры электротехники Джин Энн Инкорвиа и доцент кафедры наук о Земле Эшли Матени — планируют интегрировать полученные данные с результатами предыдущих исследований влажности почвы и древесины для построения комплексной системы прогнозирования лесных пожаров.