Pour contrôler la floraison et la maturation des fruits, les plantes libèrent l'hormone gazeuse éthylène. Conditions environnementales, y compris la sécheresse, salinité et agents pathogènes, peut également faire fluctuer les niveaux de l'hormone. Par conséquent, surveiller la libération d'éthylène en temps réel pourrait fournir à un agriculteur des informations importantes sur le développement et la santé d'une plante. Maintenant, chercheurs rapportant dans ACS Science centrale ont développé un logiciel simple d'utilisation, capteur robuste qui peut faire exactement cela.

En raison du rôle clé que joue l'éthylène dans la santé des plantes, l'industrie agricole s'intéresse à la surveillance de l'hormone. La détection précoce des changements dans la libération de ce gaz pourrait permettre aux agriculteurs de prendre des mesures préventives qui restaurent la santé des plantes, réduire les pertes de récolte. Cependant, les capteurs existants ont des limites qui les rendent peu pratiques pour une utilisation sur le terrain. Timothée Swager, Darryl Fong et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology voulaient créer un capteur capable de détecter avec sensibilité les changements dans les niveaux d'éthylène.

Le nouveau capteur contient un réseau de nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) sur un morceau de verre, pris en sandwich entre des électrodes d'or. Les chercheurs ont placé un mélange catalytique contenant du palladium sur les SWCNT. Dans une réaction chimique connue sous le nom d'oxydation de Wacker, le catalyseur au palladium a converti l'éthylène gazeux en acétaldéhyde. Au cours de cette réaction, le palladium a changé son état d'oxydation et ses interactions avec les SWCNTs, modifier leur conductance électrique. De cette façon, les chercheurs pourraient surveiller les changements dans les niveaux de gaz d'éthylène au fil du temps. Pour démontrer le capteur, l'équipe a placé des œillets ou des fleurs de lisianthus dans une chambre avec l'appareil et a observé les fluctuations de la production d'éthylène à mesure que les fleurs fleurissaient et fanaient. L'appareil peut détecter des concentrations en parties par milliard de gaz dans la chambre, et avec cette sensibilité, il pourrait potentiellement être utilisé pour surveiller les plantes sur le terrain, disent les chercheurs.