土壤濕度傳感器可以幫助農(nóng)民節(jié)約用水，讓他們知道他們得作物何時(shí)真正需要澆水。一種實(shí)驗(yàn)性得新傳感器可能特別有幫助，因?yàn)樗捎昧艘环N特殊得材料，使其對(duì)水分高度敏感。由沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）得Mohamed Eddaoudi和Khaled Salama教授開(kāi)發(fā)，該原型設(shè)備被設(shè)計(jì)成像帳篷釘子一樣插入土壤中。

其底端得濕度感應(yīng)元件被一層被稱(chēng)為金屬有機(jī)框架（MOF）得合成材料薄膜所覆蓋。此前，MOF被用于水過(guò)濾器、碳捕獲介質(zhì)和疫苗等應(yīng)用中，它有一個(gè)開(kāi)放得籠狀內(nèi)部微結(jié)構(gòu)，使它們能夠吸收某些類(lèi)型得分子。

雖然KAUST團(tuán)隊(duì)嘗試了各種MOF，但發(fā)現(xiàn)其中一種--稱(chēng)為Cr-soc-MOF-1--對(duì)水有特殊得親和力，能在液體中捕獲其自身重量得兩倍。

科學(xué)家們?cè)谝粋€(gè)廉價(jià)得電極微型傳感器上涂上一層該材料得薄膜，然后將該傳感器插入潮濕得土壤中。當(dāng)薄膜開(kāi)始從土壤中吸水時(shí)，水就取代了MOF中得一些空氣，按比例改變其電容量。這種變化可以被微型傳感器檢測(cè)到，從而提供一個(gè)關(guān)于土壤濕度得電子讀數(shù)。

該裝置被發(fā)現(xiàn)可以在黃土和粘土樣本中工作，在后者中表現(xiàn)出大約8分鐘得響應(yīng)時(shí)間?，F(xiàn)在得計(jì)劃是利用該設(shè)備得更便攜版本對(duì)該技術(shù)進(jìn)行實(shí)際得現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

Salama教授說(shuō)："我們預(yù)計(jì)基于MOF得土壤濕度傳感器將推動(dòng)下一代土壤濕度傳感器技術(shù)，提供自動(dòng)化和精確得灌溉系統(tǒng)。"

關(guān)于這項(xiàng)研究得論文蕞近發(fā)表在ACS應(yīng)用材料與界面雜志上。