圖片來源：美國化學(xué)學(xué)會

為了控制開花和果實(shí)成熟，植物釋放出氣態(tài)激素乙烯。包括干旱，鹽分和病原體在內(nèi)的環(huán)境條件也會導(dǎo)致激素水平波動(dòng)。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測乙烯的釋放可以為農(nóng)民提供有關(guān)植物的發(fā)育和健康的重要信息�，F(xiàn)在，在ACS Central Science中進(jìn)行報(bào)告的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種易于使用且功能強(qiáng)大的傳感器，可以做到這一點(diǎn)。

由于乙烯在植物健康中起著關(guān)鍵作用，因此農(nóng)業(yè)界對監(jiān)控激素很感興趣。盡早發(fā)現(xiàn)這種氣體釋放的變化，可使農(nóng)民采取預(yù)防措施，恢復(fù)植物健康，減少農(nóng)作物損失。但是，現(xiàn)有的傳感器具有局限性，使得它們在現(xiàn)場使用不切實(shí)際。麻省理工學(xué)院的Timothy Swager，Darryl Fong及其同事希望制造一種能夠靈敏地檢測乙烯含量變化的傳感器。

新型傳感器在一塊玻璃上包含一個(gè)單壁碳納米管（SWCNT）網(wǎng)絡(luò)，夾在金電極之間。研究人員將含有鈀的催化混合物置于SWCNT的頂部。在稱為Wacker氧化的化學(xué)反應(yīng)中，鈀催化劑將乙烯氣體轉(zhuǎn)化為乙醛。在此反應(yīng)過程中，鈀改變了其氧化態(tài)以及與SWCNT的相互作用，從而改變了它們的電導(dǎo)率。通過這種方式，研究人員可以監(jiān)視乙烯氣體水平隨時(shí)間的變化。為了演示傳感器，研究小組將康乃馨或桔梗花放在裝有該裝置的室內(nèi)，并觀察到乙烯的波動(dòng)花朵盛開和褪色時(shí)的生產(chǎn)。研究人員說，該設(shè)備可以檢測室內(nèi)十億分之一的氣體濃度，并且具有這種靈敏度，可以潛在地用于監(jiān)測田間植物。