მცენარეების წარმატებით ზრდის შესაძლებლობა კოსმოსში

მაღალი მოქნილობის მქონე ახალ სენსორებს შეუძლიათ მცენარის ზრდის
თვალყურისდევნება და ინფორმაციის გადაცემა ადამიანის ჩარევის გარეშე –
ასეთი მოხსენება გააკეთეს ილინოისის უნივერსიტეტის Urbana-Champaign-ის
მკვლევარებმა ჟურნალ Device-ში.
პოლიმერული სენსორები მდგრადია ტენიანობისა და ტემპერატურის მიმართ,
მცენარის ზრდის დროს შეუძლიათ მასზე მიმაგრებულ მდგომარეობაში 400%-ზე
მეტად გაჭიმვა და უკაბელო სიგნალის გაგზავნა დისტანციური მონიტორინგის
ადგილას, როგორც განაცხადეს ქიმიური და ბიომოლეკულური ინჟინერიის
პროფესორმა ინგ დიაომ, რომელიც ხელმძღვანელობდა მცენარის კვლევას და
ბიოლოგიის პროფესორმა და დეპარტამენტის ხელმძღვანელმა ენდრიუ ლიკიმ.
კვლევაში დეტალურადაა აღწერილი ზოგიერთი ადრეული შედეგი NASA-ს
გრანტისა, რომელიც მინიჭებული იყო Diao-სთვის, რათა გამოეკვლია, თუ როგორ
იქნება სატარებელი ბეჭდური ელექტრონიკა გამოყენებული კოსმოსში
ფერმერული მეურნეობის საწარმოებლად.
”ეს სამუშაო მოტივირებულია ასტრონავტებისთვის საჭირო აუცილებლობით,
რომ შეუფერხებლად გაზარდონ ბოსტნეული, ხანგრძლივ მისიებზე ყოფნის
განმავლობაში”, – თქვა მან.
,,Diao-ს გუნდი მიუახლოვდა ამ პროექტს დედამიწაზე დაფუძნებული
ლაბორატორიის მეშვეობით, რათა შეექმნა უაღრესად საიმედო, მოქნილი
ელექტრონული მოწყობილობა, რომლის შემუშავება ადვილი არ იყო,“- თქვა მან.

“მართალი გითხრათ, ეს სამუშაო იმის ფიქრით დავიწყეთ, რომ ამ ამოცანის
სრულყოფას მხოლოდ რამდენიმე თვე დასჭირდებოდა. თუმცა, მალევე
მივხვდით, რომ ჩვენი პოლიმერი საკმაოდ ხისტი იყო”, – თქვა სიკინგ ვანგმა,
კურსდამთავრებულმა და კვლევის პირველმა ავტორმა. ჩვენ მოგვიწია ბევრი
კომპონენტის შეცვლა, რათა უფრო რბილი და ელასტიური გაგვეხადა და ჩვენი
ბეჭდვის მეთოდის კორექტირება მოგვეხდინა მოწყობილობის შიგნით
მიკროსტრუქტურების ჯგუფების გასაკონტროლებლად, რათა მათ არ
წარმოექმნათ დიდი კრისტალები ბეჭდვისა და პოლიმერის გამაგრების პროცესში.
გუნდმა არჩევანი შეაჩერა ძალიან თხელი ფირის მქონე მოწყობილობაზე,
რომელიც ხელს უწყობს კრისტალების ზრდის შეკავებას მიკროსტრუქტურების
შეკრებისა და დაბეჭდვის დროს.
„დაჭიმვისა და მიკროსტრუქტურების ჯგუფების საკითხების მოგვარების
შემდეგ, ჩვენ მოგვიწია იმ პრობლემების მოგვარება, რომლებიც ეხებოდა
პორტატულ ელექტრონიკასთან მუშაობას მაღალი ტენიანობისა და სწრაფი
ზრდის პირობებში“, – თქვა ვანგმა. “ჩვენ გვჭირდებოდა განმეორებადი შედეგები,
რათა სენსორები არ ჩამოვარდნილიყო, ან ელექტრონულად მწყობრიდან არ
გამოსულიყო ზრდის ექსპერიმენტების დროს. საბოლოოდ შევიმუშავეთ
უწყვეტი ელექტროდი და ინტერფეისი, რომელზეც რთული პირობები გავლენას
ვერ მოახდენდა.”
„გაჭიმვად პოლიმერულ ელექტრონიკებზე დაფუძნებული ავტონომიური
დისტანციური დაჭიმვის სენსორი“ – SPEARS2 – არის სამწლიანი მძიმე შრომის
შედეგი, რომელიც ადასტურებს, რომ გამოყენებითი მეცნიერება იშვიათად
განიცდის ევრიკას მომენტებს.
“ეს არის ამაღელვებელი ტექნიკური წინსვლა ჩვენს შესაძლებლობებში, რათა
განვახორციელოთ მცენარის ზრდის ზუსტი, არაინვაზიური გაზომვები რეალურ
დროში. მე მოუთმენლად ველი იმის ხილვას, თუ როგორ მოერგება იგი უახლეს
ინსტრუმენტებს გენომური და უჯრედული პროცესების გამოსაკვლევად”, – თქვა
ენდრიუ ლიკიმ.
დიაომ ასევე განაცხადა, რომ აღფრთოვანებულია ყველა იმ გზის აღმოჩენით, თუ
როგორ გაგრძელდება და განვითარდება ეს კვლევა.
მაგალითად, ამ კვლევის დროს დაკვირვებები წარმოებს სიმინდის
(მარცვლეულის) მსგავს მცენარეებზე, რომლებიც ძირითადად მაღლა იზრდებიან.
თუმცა, მკვლევარები გეგმავენ გააუმჯობესონ ელექტრონიკის ბეჭდვის
მეთოდოლოგია, რათა შექმნან სისტემა, რომელსაც შეუძლია აკონტროლოს
ზევით და გარეთა მიმართულებით ზრდა.
ჯგუფმა განაცხადა, რომ ისინი ასევე მუშაობენ ქიმიური პროცესების
დისტანციურად გაზომვისა და მონიტორინგის შესაძლებლობებზე.

,,ვფიქრობ, პორტატული ელექტრონიკის მკვლევართა საზოგადოება დიდი ხნის
განმავლობაში უგულებელყოფდა მცენარეებს,” – თქვა დიაომ. ”ჩვენ ვიცით, რომ
ისინი განიცდიან დიდ სტრესს კლიმატთან ადაპტაციის დროს და ვფიქრობ,
თანამედროვე დახვეწილ ელექტრონიკას შეუძლია უფრო დიდი როლი ითამაშოს
ჩვენს ცნობიერებაში, რათა უზრუნველვყოთ მცენარეების ჯანმრთელი, ბედნიერი
და მდგრადი მომავალი – კოსმოსში იქნება, სხვა პლანეტებზე, თუ სწორედ აქ,
დედამიწაზე.”
ამ კვლევაში წვლილი შეიტანეს NASA-სა და ილინოისის ბიოინჟინერიის,
მარცვლეული მცენარეების შემსწავლელი მეცნიერებების, მატერიალური
მეცნიერებისა და ინჟინერიის შემსწავლელმა მკვლევარებმა, ასევე, კარლ რ.
ვოესის გენომიური ბიოლოგიის ინსტიტუტმა და ბეკმანის მოწინავე
მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ინსტიტუტმა.

წყარო: University of Illinois at Urbana-Champaign, News Bureau

იხილეთ სრულად: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240102174047.htm