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伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员在《设备》杂志上报告说，新型高度可拉伸的传感器可以在无需人工干预的情况下监测和传输植物生长信息。

领导这项植物研究的化学和生物分子工程教授YingDiao表示，聚合物传感器对湿度和温度具有弹性，可以拉伸超过400%，同时在植物生长时保持附着在植物上，并向远程监控位置发送无线信号。生物学教授兼系主任安德鲁·利基。

该研究详细介绍了刁钻获得美国宇航局拨款的一些早期结果，该拨款旨在研究如何使用可穿戴印刷电子产品使太空农业成为可能。

“这项工作的动机是宇航员在执行长期任务时需要可持续地种植蔬菜，”她说。

刁的团队利用地球实验室来完成这个项目，以创造一种高度可靠、可拉伸的电子设备，她说，它的开发并不容易。

“老实说，我们开始这项工作时认为这项任务只需要几个月就能完成。然而，我们很快意识到我们的聚合物太刚性了，”研究生、该研究的第一作者王思清说。“我们必须重新配制许多组件，使它们更加柔软和可拉伸，并调整我们的打印方法来控制设备内部微结构的组装，以便它们在打印和固化过程中不会形成大晶体。”

该团队开发了一种非常薄膜的器件，有助于抑制组装和印刷过程中的晶体生长。

“解决了可拉伸性和组装问题后，我们必须解决在高湿度和快速增长的情况下使用可穿戴电子产品所带来的问题，”王说。“我们需要可重复的结果，这样我们就不会在生长实验过程中出现传感器脱落或电子故障。我们最终想出了一种不受苛刻条件影响的无缝电极和接口。”

“基于可拉伸聚合物电子的自主远程应变传感器”(SPEARS2)是三年努力的成果，证明应用科学很少经历灵光一现的时刻。

“这是一项令人兴奋的技术进步，我们能够对植物生长进行实时精确、无创测量。我期待看到它如何补充用于询问基因组和细胞过程的最新工具，”Leakey说。

刁还表示，她很高兴能够揭示这项研究将继续取得进展的所有方式。

例如，这项研究着眼于玉米等主要向上生长的植物。然而，研究人员计划改进他们的电子印刷方法，以创建一个可以监测向上和向外生长的系统。

该团队表示，他们还在努力实现远程感知和监控化学过程的能力。

“我认为可穿戴电子产品研究界忽视植物太久了，”刁说。“我们知道它们在气候适应过程中承受着很大的压力，我认为软电子可以在增进我们的理解方面发挥更大的作用，这样我们就可以确保植物在未来健康、快乐和可持续——无论是在太空中，在其他行星上或就在地球上。”

美国宇航局和伊利诺伊州生物工程、作物科学、材料科学与工程、卡尔·沃斯基因组生物学研究所和贝克曼高级科学技术研究所的研究人员为这项研究做出了贡献。