Las plantas no pueden hablar cuando tienen sed. Y los signos visuales, como el marchitamiento o el oscurecimiento de las hojas, no comienzan hasta que se agota la mayor parte del agua. Para detectar antes la pérdida de agua, Júlia Barbosa y colegas, informando en Materiales e interfaces aplicados ACS, Haber creado un sensor portátil para hojas de plantas. El sistema transmite datos de forma inalámbrica a una aplicación de teléfono inteligente, lo que permite la gestión remota del estrés por sequía en jardines y cultivos.
Los dispositivos portátiles más recientes son más que simples contadores de pasos. Algunos relojes inteligentes ahora monitorizan la actividad eléctrica del corazón del usuario mediante electrodos que se colocan sobre la piel. Y como muchos dispositivos pueden compartir inalámbricamente los datos recopilados, los médicos pueden monitorizar y evaluar la salud de sus pacientes a distancia.
De igual manera, los dispositivos portátiles para plantas podrían ayudar a agricultores y jardineros a monitorear remotamente la salud de sus plantas, incluyendo el contenido de agua en las hojas, un indicador crucial del metabolismo y el estrés hídrico. Anteriormente, los investigadores habían desarrollado electrodos metálicos para este propósito, pero estos presentaban problemas para mantenerse adheridos, lo que reducía la precisión de los datos. Por ello, el equipo de Renato Lima buscaba un diseño de electrodo que fuera confiable para monitorear a largo plazo el estrés hídrico de las plantas, sin que se desprendiera.
Los investigadores crearon dos tipos de electrodos: uno hecho de níquel depositado en un patrón angosto y ondulado, y el otro cortado de papel parcialmente quemado que estaba cubierto con una película cerosa. Cuando el equipo colocó ambos electrodos en hojas de soja separadas con cinta adhesiva transparente, los electrodos a base de níquel funcionaron mejor y produjeron señales más grandes a medida que las hojas se secaban. Los de metal también se adhirieron más fuertemente con el viento, lo que probablemente se debió a que el diseño delgado y ondulado de la película metálica permitió que más cinta se conectara con la superficie de la hoja.
A continuación, los investigadores crearon un dispositivo portátil para plantas con electrodos de metal y lo conectaron a una planta viva en un invernadero. El dispositivo compartió datos de forma inalámbrica con una aplicación de teléfono inteligente y un sitio web, y una técnica de aprendizaje automático simple y rápida convirtió con éxito estos datos en el porcentaje de contenido de agua perdido.
Los investigadores dicen que monitorear el contenido de agua en las hojas puede proporcionar información indirecta sobre la exposición a plagas y agentes tóxicos. Debido a que el dispositivo portátil para plantas proporciona datos confiables en interiores, ahora planean probar los dispositivos en jardines y cultivos al aire libre para determinar cuándo es necesario regar las plantas, lo que podría ahorrar recursos y aumentar los rendimientos.
Sin embargo, Barbosa y sus colegas escriben en su artículo que la tecnología también podría mejorar la seguridad alimentaria y el rendimiento. «Nuestra plataforma puede ser fundamental no solo para obtener información sobre el rendimiento de los insumos agrícolas y acelerar su comercialización, sino también para ayudar en la evaluación de la toxicidad de los nanomateriales mediante la monitorización del desarrollo de las plantas en tiempo real, contribuyendo así a la seguridad de las nanotecnologías».
LEA EL ARTÍCULO:
Barbosa, JA, Freitas, VMS, Vidotto, LHB, Schleder, GR, de Oliveira, RAG, da Rocha, JF, Kubota, LT, Vieira, LCS, Tolentino, HCN, Neckel, IT, Gobbi, AL, Santhiago, M. y Lima, RS (2022) "Electrodos portátiles biocompatibles en hojas para el monitoreo in situ de la pérdida de agua de las plantas". Materiales e interfaces aplicados ACS. https://doi.org/10.1021/acsami.2c02943
