Cuireann Shuohao Cai, mac léinn dochtúireachta san eolaíocht ithreach, slat braiteora le greamán braiteora ilfheidhmeach a ligeann tomhais ag doimhneachtaí éagsúla isteach san ithir ag Stáisiún Taighde Talmhaíochta Ollscoil Wisconsin-Madison Hancock.
MADISON — D'fhorbair innealtóirí Ollscoil Wisconsin-Madison braiteoirí ar chostas íseal ar féidir leo monatóireacht leanúnach, fíor-ama a dhéanamh ar níotráit i gcineálacha coitianta ithreach Wisconsin. Is féidir leis na braiteoirí leictriceimiceacha clóite seo cabhrú le feirmeoirí cinntí níos eolasaí a dhéanamh maidir le bainistíocht cothaitheach agus buntáistí eacnamaíocha a bhaint amach.
“Is féidir lenár mbraiteoirí tuiscint níos fearr a thabhairt do fheirmeoirí ar stádas cothaitheach a n-ithreach agus ar an méid níotráite atá ar fáil dá bplandaí, rud a chabhraíonn leo cinneadh níos cruinne a dhéanamh ar an méid leasacháin atá de dhíth orthu i ndáiríre,” a dúirt Joseph Andrews, ollamh cúnta in Ollscoil Harvard. Bhí Scoil na hInnealtóireachta Meicniúla in Ollscoil Wisconsin-Madison i gceannas ar an staidéar. “Má bhíonn siad in ann an méid leasacháin a cheannaíonn siad a laghdú, d’fhéadfadh na coigilteas costais a bheith suntasach do fheirmeacha níos mó.”
Is cothaitheach riachtanach iad níotráití le haghaidh fás barraí, ach is féidir le barraíocht níotráití sceitheadh ón ithir agus dul isteach san uisce talún. Tá an cineál éillithe seo díobhálach do dhaoine a ólann uisce tobair éillithe agus tá sé díobhálach don chomhshaol. D’fhéadfaí braiteoir nua na dtaighdeoirí a úsáid freisin mar uirlis taighde talmhaíochta chun sceitheadh níotráite a mhonatóiriú agus chun cabhrú le dea-chleachtais a fhorbairt chun a éifeachtaí díobhálacha a mhaolú.
Tá na modhanna reatha chun monatóireacht a dhéanamh ar níotráit ithreach dian ar shaothar, costasach, agus ní sholáthraíonn siad sonraí fíor-ama. Sin é an fáth ar shocraigh an saineolaí leictreonaice clóite Andrews agus a fhoireann réiteach níos fearr agus níos saoire a chruthú.
Sa tionscadal seo, bhain na taighdeoirí úsáid as próiseas priontála inkjet chun braiteoir poitéinsiméadrach a chruthú, cineál braiteora leictriceimicigh scannáin tanaí. Is minic a úsáidtear braiteoirí poitéinsiméadracha chun níotráit i dtuaslagáin leachtacha a thomhas go cruinn. Mar sin féin, ní bhíonn na braiteoirí seo oiriúnach go ginearálta lena n-úsáid i dtimpeallachtaí ithreach toisc gur féidir le cáithníní móra ithreach na braiteoirí a scríobadh agus cosc a chur ar thomhais chruinne.
“Ba é an príomhdhúshlán a bhíomar ag iarraidh a réiteach ná bealach a aimsiú chun na braiteoirí leictriceimiceacha seo a chur ag obair i gceart i ndálaí crua ithreach agus iain níotráite a bhrath go cruinn,” a dúirt Andrews.
Ba é réiteach na foirne sraith de fhluairíd polaivinilídéine a chur ar an braiteoir. Dar le Andrews, tá dhá phríomhthréith ag an ábhar seo. Ar dtús, tá póir an-bheag ann, thart ar 400 nanaiméadar ar mhéid, a ligeann d’ian níotráite dul tríd agus cáithníní ithreach á mbac. Ar an dara dul síos, tá sé hidreafíleach, is é sin, meallann sé uisce agus ionsúnn sé é cosúil le spúinse.
“Mar sin, aon uisce atá saibhir i níotráite, rachaidh sé isteach inár braiteoirí go roghnach, rud atá an-tábhachtach mar go bhfuil an ithir cosúil le spúinse freisin agus caillfidh tú an cath i dtéarmaí taise ag dul isteach sa braiteoir mura féidir leat an ionsú uisce céanna a fháil. Acmhainneacht ithreach,” a dúirt Andrews. “Ligeann na hairíonna seo den tsraith fhluairíde polaivinilídéine dúinn uisce atá saibhir i níotráite a bhaint amach, é a sheachadadh chuig dromchla an braiteora agus níotráit a bhrath go cruinn.”
Rinne na taighdeoirí cur síos mionsonraithe ar a ndul chun cinn i bpáipéar a foilsíodh i mí an Mhárta 2024 san iris Advanced Materials Technology.
Rinne an fhoireann tástáil ar a braiteoir ar dhá chineál éagsúla ithreach a bhaineann le Wisconsin—ithreacha gainmheacha, atá coitianta i gcodanna lárnacha thuaidh an stáit, agus créafóga silteacha, atá coitianta in iardheisceart Wisconsin—agus fuarthas amach gur thug na braiteoirí torthaí cruinne.
Tá na taighdeoirí anois ag comhtháthú a braiteora níotráite i gcóras braiteoirí ilfheidhmeach ar a dtugtar “greamán braiteora”, ina bhfuil trí chineál éagsúla braiteoirí suite ar dhromchla plaisteach solúbtha ag baint úsáide as cúltaca greamaitheach. Tá braiteoirí taise agus teochta sna greamáin freisin.
Ceanglóidh taighdeoirí roinnt greamán céadfacha le post, cuirfidh siad iad ag airde éagsúla, agus ansin cuirfidh siad an post san ithir. Chuir an socrú seo ar a gcumas tomhais a dhéanamh ag doimhneachtaí éagsúla ithreach.
“Trí níotráit, taise agus teocht a thomhas ag doimhneachtaí éagsúla, is féidir linn anois an próiseas sceite níotráite a chainníochtú agus tuiscint a fháil ar an gcaoi a mbogann níotráit tríd an ithir, rud nach raibh indéanta roimhe seo,” a dúirt Andrews.
I samhradh na bliana 2024, tá sé beartaithe ag na taighdeoirí 30 slat braiteora a chur san ithir ag Stáisiún Taighde Talmhaíochta Hancock agus Stáisiún Taighde Talmhaíochta Arlington in Ollscoil Wisconsin-Madison chun an braiteoir a thástáil tuilleadh.
Am an phoist: 09 Iúil 2024