植物電子表皮可實現精準農業的連續、非侵入性監控 - 農業知識入口網

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2025-12-26

　　市售的植物感測器通常是剛性的、重的且不透明的，當安裝到植物上時可能會對植物造成損害並影響植物的生長。目前的設備還無法提供客製化、連續和準確的數據。為解決現有植物感測器在靈活性、透明度和對植物生長影響方面的不足，新加坡國立大學開發了一種能夠提供準確且連續數據的非侵入式監測工具。

　　研究團隊設計了一種生物相容、透明且可拉伸的植物電子表皮，厚度僅為4.5微米，約為人類頭髮直徑的十分之一。該電子表皮由電導層夾在兩層透明基材之間組成，能夠讓超過85%的光透過。利用簡單的光刻技術，在電子表皮上製作不同類型的感測器（如應變和溫度感測器），並將其安裝於植物葉片表面進行監測。這些感測器能夠在植物受熱或缺水等壓力條件下可靠運行。團隊開發數位孿生系統將從電子表皮收集到的數據轉換為數位輸出，即時反映植物的物理狀況。

　　研究發現植物電子表皮能夠準確監測田野芥菜葉片的生長模式，並無明顯損害植物。溫度感測器可可靠地監測葉片表面溫度，這一特性在傳統溫度感測器中並不常見。此外，數位孿生系統能即時將葉片表面溫度變化轉換為數位顏色變化，使用者能夠直觀地觀察到變化。

　　此項研究發表在2024年2月《Science Advances》期刊，此項研究貢獻在於提供了一種新型的植物監測技術，為精準農業提供了強有力的工具，使農民能夠更有效地管理作物生長環境。未來研究計劃整合更多功能，如濕度感測器和化學感測器，以達到對植物物理特性的更全面監測，加速作物育種過程。

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Phys.org