Ez a drón egy apró laboratóriumot tartalmaz, amelyet a nehezen elérhető vízi utak nitrátkoncentrációjának mérésére terveztek{0}}. Köszönetnyilvánítás: Nathan Jared
Mi lenne, ha ahelyett, hogy víz- vagy talajmintát vinne a laborba, elvihetné a laboratóriumot a mintához? Erről számol be egy kutatócsoportACS érzékelőkegy új nitrát-monitoring „lab-on-a-drone” rendszerrel. A drón könnyű, valós idejű vízmintavételt- és elemzést tesz lehetővé nehezen--elérhető területeken, például meredek árkokban vagy mocsaras alföldeken.
Iratkozzon fel hírlevelünkre a legfrissebb sci{0}}tech hírekért.
A technológia segíthet a gazdálkodóknak optimalizálni műtrágyafelhasználásukat, és megakadályozni a vízi utak szennyezését a túlzott nitrát elfolyásból.
Miért fontos a nitrát monitorozás?
A nitrogén{0}}tartalmú műtrágya a modern mezőgazdaság fontos alkotóeleme, de a legtöbbet a vízelvezető rendszerek elhordják a szántóföldekről.
A maradék nitrogén jó része nitráttá alakul, ami algavirágzást és alacsony -oxigéntartalmú „holt zónákat” okozhat a vízi utakban, vagy szennyezheti az ivóvizet. A nitrátkoncentráció monitorozása azonban nem mindig egyszerű, mivel a mezőgazdasági lefolyás nagy része távoli mezőgazdasági területeken vagy sáros árkokban van, és a mintákat laboratóriumba kell küldeni feldolgozásra. A kutatók tehát olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyekkel ez távolról-vezérelt eszközökkel valósítható meg.
Hogyan működik a-laboratórium-a-drónon
Jonathan Claussen és munkatársai szerettek volna egy ilyen labort-a-a-drónon készíteni a tápanyagszennyezés nyomon követésére, amely olcsóbb és hatékonyabb, mint a meglévő lehetőségek.
A kutatók egy egyedi szivattyút, alacsony{0}}költségű elektrokémiai nitrátérzékelőket és egy potenciometrikus eszközt terveztek a nitrátkoncentráció gyors és egyszerű mennyiségi meghatározására. Ezután egy kereskedelemben kapható drónra szerelték fel a berendezést. A drón alatt egy hosszú cső vizet vont be a mini-laborba, ahol körülbelül hét perc alatt elemezték a levegőben-.
A drón minden eredményt egy fedélzeti memóriakártyára mentett későbbi kiolvasás és elemzés céljából, és több mintát is képes volt feldolgozni a leszállás előtt.
Teljesítmény és jövőbeli alkalmazások
A tesztek során a kutatók érzékelőrendszere 2,5 ppm-ig terjedő nitrátkoncentrációt észlelt, és 95%-kal olyan pontos volt, mint egy tipikus laboratóriumi-elektrokémiai nitrátérzékelő rendszer.
Egy iowai mezőgazdasági területen lévő vízelvezető árokban a drón-a--laboratóriuma 5,39 ppm átlagos nitrátkoncentrációt talált, ami összhangban van a területen végzett korábbi mérésekkel, és az ivóvízre vonatkozóan az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége által meghatározott 10 ppm-es maximális szint alatt van.
A csapat kifejti, hogy az új rendszer a korábbinál egyszerűbbé teszi a nitrátszennyezés nyomon követését, és megalapozza a jövőbeli mezőgazdasági-a-a-repülőgépes laboralkalmazásokat, például a baktériumok vagy a vízi utak növényvédőszer-szennyezettségének megfigyelését.
A szerzők ezzel a munkával kapcsolatos amerikai szabadalmat nyújtottak be.
További információ:Lab-a-a-drónon: A nitrát valós idejű-elektrokémiai érzékelése mezőgazdasági vízgyűjtőkön,ACS érzékelők(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
Az American Chemical Society biztosítja
