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Phytoelectronic soil sensing

植物电子土壤传感

基本信息

批准号：
NE/T012293/1
负责人：
George Malliaras
金额：
$ 104.26万
依托单位：
University of Cambridge
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2020
资助国家：
英国
起止时间：
2020 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=NE%2FT012293%2F1
关键词：
Phytoelectronic soil sensing

项目摘要

The research objective of this project is to accurately, densely and remotely measure the state of the soil using plants as in situ chemical laboratories. The sap of these "interrogator plants" will be analyzed by implanted bioelectronic sensors and remotely communicated by low-power radio interrogation. This approach will avoid the complexity of sensing the soil directly by instead detecting the chemical response of vascular fluids to chemical and biological changes of the soil around the roots. These fluids, which are transported by the woody xylem tissues, are under negative pressure and thus typically difficult to access. The project will thus investigate a number of regeneration techniques for surgically implanted, small sensors such that these sensors become grafted into the xylem tissue, much like fruit trees are currently grafted. The entire small sensor including implanted electronics and regenerative coating will be screen-printed for very low cost. Screen printing recipes and other enabling techniques will be shared with the public through the Open Science Framework. Public use of these results will be further fostered by funded kits distributed to teams through the international BioMaker and OpenPlant programs.

该项目的研究目标是利用植物作为原位化学实验室，准确、密集和远程测量土壤状况。这些“植物”的汁液将通过植入的生物电子传感器进行分析，并通过低功率无线电询问进行远程通信。这种方法将避免直接感测土壤的复杂性，而是检测维管液对根部周围土壤的化学和生物变化的化学反应。这些由木质部组织运输的流体处于负压下，因此通常难以接近。因此，该项目将研究一些用于手术植入的小型传感器的再生技术，使这些传感器嫁接到木质部组织中，就像目前嫁接的果树一样。整个小型传感器，包括植入式电子器件和再生涂层，将以非常低的成本进行丝网印刷。丝网印刷配方和其他支持技术将通过开放科学框架与公众分享。通过国际BioMaker和OpenPlant计划向团队分发资助的试剂盒，将进一步促进这些结果的公众使用。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Pulsed transistor operation enables miniaturization of electrochemical aptamer-based sensors.

DOI：
10.1126/sciadv.add4111
发表时间：
2022-11-18
期刊：
Science advances
影响因子：
13.6
作者：
通讯作者：

Self-healable stretchable printed electronic cryogels for in-vivo plant monitoring

DOI：
10.1038/s41528-023-00280-1
发表时间：
2023-10-23
期刊：
NPJ FLEXIBLE ELECTRONICS
影响因子：
14.6
作者：
Bihar, Eloise;Strand, Elliot J.;Whiting, Gregory L.
通讯作者：
Whiting, Gregory L.

In Vivo Sensing of pH in Tomato Plants Using a Low-Cost and Open-Source Device for Precision Agriculture.

DOI：
10.3390/bios12070447
发表时间：
2022-06-23
期刊：
BIOSENSORS-BASEL
影响因子：
5.4
作者：
Ruiz-Gonzalez, Antonio;Kempson, Harriet;Haseloff, Jim
通讯作者：
Haseloff, Jim

Printed Organic Electrochemical Transistors for Detecting Nutrients in Whole Plant Sap

DOI：
10.1002/aelm.202100853
发表时间：
2021-12-28
期刊：
ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS
影响因子：
6.2
作者：
Strand, Elliot J.;Bihar, Eloise;Whiting, Gregory L.
通讯作者：
Whiting, Gregory L.

A Simple Reversed Iontophoresis-Based Sensor to Enable In Vivo Multiplexed Measurement of Plant Biomarkers Using Screen-Printed Electrodes.

DOI：
10.3390/s23020780
发表时间：
2023-01-10
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
0
作者：
Ruiz-Gonzalez A;Kempson H;Haseloff J
通讯作者：
Haseloff J

DOI：
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作者：
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作者：
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George Malliaras其他文献

Controlling the Neuromorphic Behavior of Organic Electrochemical Transistors

控制有机电化学晶体管的神经形态行为

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shunsuke Yamamoto;George Malliaras
通讯作者：
George Malliaras

Organic electronics for neuromorphic computing

用于神经形态计算的有机电子学

DOI：
10.1038/s41928-018-0103-3
发表时间：
2018-07-13
期刊：
Nature Electronics
影响因子：
40.900
作者：
Yoeri van de Burgt;Armantas Melianas;Scott Tom Keene;George Malliaras;Alberto Salleo
通讯作者：
Alberto Salleo