L'émergence de stress biotiques et abiotiques peut nuire à la croissance et au rendement des plantes. Une surveillance et une évaluation précises de l'état de santé des plantes sont donc très importantes; cependant, les capteurs conventionnels encombrants et lourds sont généralement limités à des conditions climatiques centralisées ou effectuent des mesures dans des chambres d'échange de gaz.

Une stratégie repose sur l'interfaçage intelligent des installations avec des capteurs flexibles. Cependant, il est difficile d'exploiter les informations physiologiques des plantes en raison de leurs voies de signalisation relativement complexes. En outre, la détection synchrone des facteurs de stress abiotiques demande une perdurable, souple, système de capteur multifonctionnel pour une surveillance prolongée sans dégradation des performances ni diaphonie de signal.

Dans une étude récente publiée dans ACS Nano intitulé « Système de capteurs flexibles pour la santé des plantes multimodales, " des chercheurs de l'Université de la préfecture d'Osaka (OPU) rapportent un système de capteur flexible multimodal intégré comprenant un capteur d'humidité de la pièce, un capteur d'humidité foliaire, un capteur optique et un capteur de température qui peuvent exploiter les problèmes de santé physiologique potentiels des plantes. Significativement, les conditions de déshydratation sont enregistrées visuellement dans un Pachira macrocarpa sur un suivi à long terme (> 15 jours) basé sur de telles biointerfaces plante-machine en exploitant le processus de transpiration des plantes.

Utilisation de ZnIn empilé 2 S 4 (ZIS) nanofeuilles comme support de détection du noyau, le capteur flexible à base de nanofeuilles ZIS peut non seulement percevoir l'éclairage lumineux avec une réponse rapide (~ 4 ms), mais aussi surveiller l'humidité avec une performance constante durable. Comme les nanofeuilles ZIS sont appliquées dans le capteur d'humidité pour la première fois, des études théoriques et expérimentales sur le mécanisme de détection d'humidité ont été menées en détail. Trois stress abiotiques primaires (c.-à-d. humidité, lumière et température) qui régissent la transpiration des plantes sont mesurées sans effet de couplage croisé des signaux en temps réel.

"La plupart des capteurs flexibles ont été appliqués à la surveillance de la santé humaine et/ou aux interfaces homme-machine. Le concept proposé de système de capteurs flexibles multimodaux pour la surveillance de l'état de santé des plantes peut ouvrir une voie vers une agriculture intelligente, " a déclaré le professeur Dae-Hyeong Kim, un expert en électronique douce.

Pr Kuniharu Takei, le chef de file de ce projet, mentionné, "En sélectionnant rationnellement les matériaux de détection actifs et les électrodes, nous avons abordé la performance durable des capteurs pour le suivi à long terme des stress abiotiques sur les plantes ainsi que la collecte de signaux multicanaux sans diaphonie."

Les tâches futures comprennent la réduction supplémentaire de l'épaisseur et du poids des systèmes de capteurs flexibles, augmenter les fonctionnalités des capteurs en réponse à d'autres stress biotiques et abiotiques, et l'amélioration des capacités à décoder les signaux chimiques des plantes dans des modèles spatio-temporels. L'influence du gaz environnemental, comme le CO 2 , O 2 , ou pas X , sur la sortie du capteur doit également être pris en compte.