För att kontrollera blomning och fruktmognad, växter släpper ut det gasformiga hormonet eten. Miljöförhållanden, inklusive torka, salthalt och patogener, kan också få hormonnivåerna att fluktuera. Därför, övervakning av etylens utsläpp i realtid kan ge en lantbrukare viktig information om en växts utveckling och hälsa. Nu, forskare som rapporterar in ACS Central Science har utvecklat en lättanvänd, robust sensor som kan göra just det.

På grund av nyckelrollen spelar eten för växthälsan, jordbruksindustrin är intresserad av att övervaka hormonet. Tidig upptäckt av förändringar i utsläpp av denna gas kan göra det möjligt för jordbrukare att vidta förebyggande åtgärder som återställer växthälsan, minska skördeförlusterna. Dock, befintliga sensorer har begränsningar som gör dem opraktiska för användning på fältet. Timothy Swager, Darryl Fong och kollegor vid Massachusetts Institute of Technology ville göra en sensor som känsligt kunde upptäcka förändringar i etylenivåer.

Den nya sensorn innehåller ett nätverk av enväggiga kolnanorör (SWCNT) på en glasbit, klämd mellan guldelektroder. Forskarna placerade en katalytisk blandning innehållande palladium ovanpå SWCNT:erna. I en kemisk reaktion som kallas Wacker -oxidation, palladiumkatalysatorn omvandlade etylengas till acetaldehyd. Under denna reaktion, palladium ändrade dess oxidationstillstånd och interaktioner med SWCNT:erna, ändra deras elektriska konduktans. På det här sättet, forskarna kunde övervaka förändringar i etylengasnivåer över tid. För att demonstrera sensorn, laget placerade nejlikor eller lisianthusblommor i en kammare med enheten och observerade fluktuationer i etenproduktionen när blommorna blommade och bleknade. Enheten kan detektera delar per miljard koncentrationer av gasen i kammaren, och med denna känslighet kan den eventuellt användas för att övervaka växter i fältet, säger forskarna.