Պոլ Մ. Ռադիի մեքենաշինության բաժնի կողմից կենսաքայքայվող սենսորների վերաբերյալ նոր հետազոտությունը կարող է փոխել այն եղանակը, որը ֆերմերները հետևում են, չափում և իրական ժամանակում արձագանքում իրենց հողի մանրէաբանական ակտիվությանը` մեծ ազդեցություն ունենալով գլոբալ ջերմոցային գազերի արտանետումների վրա:
Աշխատանքը, որը վերջերս հրապարակվել է Առաջադեմ գիտություն, ղեկավարում էին Մադհուր Ատրեյան (Ph.D.MechEngr'22) և պրոֆեսորներ Գրեգ Ուայթինգը և Ջեյսոն Նեֆը CU Boulder-ում։ Այն նկարագրում է, թե ինչպես կարող է չափել էժան և հեշտությամբ տպագրվող սենսորը հողի առողջություն հետևելով դրա սեփական տարրալուծմանը իրականում ժամանակ— այս ամենը իր արտաքին միջավայրի վրա և հեշտությամբ մատչելի էլեկտրոնիկայի օգտագործման միջոցով քիչ կամ առանց որևէ ազդեցության:
«Օբյեկտի դեգրադացիան, լինի դա մեր նոր սենսորը, թե ժանգոտած հին մեքենան, կարող է պատմել ձեզ դրա շրջակա միջավայրի մասին: Այս հոդվածում մենք ցույց ենք տալիս, որ այն ձևը, թե ինչպես է հասարակ կենսաքայքայվող սարքը հողում ձախողվում է, կարող է մեզ ինչ-որ բան պատմել հողի մանրէաբանական ակտիվության մասին, որն օգտակար է տարբեր իրավիճակներում», - ասաց Ատրեյան:
Ամբողջ աշխարհում հողի ավելի քան մեկ երրորդը սպառվում է, ինչը հանգեցնում է պարարտանյութերի օգտագործման ավելացմանը և, իր հերթին, ջերմոցային գազերի արտանետումների ավելացմանը: Ատրեյան ասաց, որ որոշակի պատկերացում ստանալը տվյալ տարածքում օգտագործվող պարարտանյութի քանակի կամ ընդհանուր առմամբ այդ հողի առողջարարության վերաբերյալ կարևոր նշանակություն ունի ինչպես գյուղատնտեսական մատակարարումների բարելավման, այնպես էլ կենսաբազմազանության կորստի հնարավոր դանդաղեցման համար: պահպանման ջանքերը բայց ավանդաբար դժվար է եղել իրականացնել:
Դա մասամբ պայմանավորված է նրանով, որ համապատասխան չափումներ ձեռք բերելու համար անհրաժեշտ է հողը հեռացնել և լաբորատորիա ուղարկել վերլուծության համար: Դա ժամանակ է պահանջում, և թե՛ նմուշում, թե՛ դաշտում մանրէաբանական պարունակությունը կարող է փոխվել դրանց միջև: Ատրեյան ասաց, որ այս տեսակի տեղեկատվության հավաքման այլ մոտեցումները կամ հավասարապես աշխատատար են, կամ չունեն իրական ժամանակում հաշվետվություններ և տվյալների հասանելիության հեշտ ասպեկտներ, որոնց թիմը փորձում է հասնել:
«Գոյություն ունի երկու ծրագիր՝ Tea Bag Index-ը և Soil Your Undies, որոնք ամբողջ աշխարհում խրախուսում են մարդկանց թաղել հողի մեջ և քանակապես կամ որակապես վերահսկել դրա ֆիզիկական տարրալուծումը, որպեսզի հասկանան շրջակա հողի առողջությունը», - ասաց նա: «Դուք կարող եք մտածել մեր նոր սենսորի մասին որպես այդ մոտեցման էլեկտրոնային տարբերակ»:
Թիմն այժմ կենտրոնանում է իր սենսորների արտադրելիության և ամրության բարելավման վրա:
«Մենք ուսումնասիրում ենք այլ նյութեր, որոնք կարող ենք օգտագործել նմանատիպ սենսորներ պատրաստելու համար, որոնք կարող են ավելի լավ լինել և թիրախավորել ավելի կոնկրետ հողի մանրէներ/ֆերմենտային ակտիվություն," նա ասաց. «Մենք նաև վերջերս նոր դրամաշնորհ ստացանք Էներգետիկայի նախարարության ARPA-E ծրագրից, որը թույլ կտա մեզ ուսումնասիրել հողի ազոտի ցիկլի ասպեկտները»:
Ատրեյան ժամանակ է անցկացրել որպես արդյունաբերության նախագծող ինժեներ, նախքան CU Boulder գալը՝ իր Ph.D. Նա ավարտել է 2022 թվականի ամռանը և ներկայումս աշխատում է որպես հետդոկտորական գիտաշխատող Ուայթինգի հետ։
«Ինձ հետաքրքրել է կայուն դիզայն բավականին երկար ժամանակ, բայց երբեք չէի պատկերացնում, որ ես կաշխատեմ տպագիր կենսաքայքայվող էլեկտրոնիկայի ոլորտում», - ասաց նա: «Հողը շատ բարդ է, և յուրաքանչյուր խմբաքանակ կարող է տարբեր լինել: Բարեբախտաբար, ես հիանալի թիմ ունեի հող և պոլիմերային փորձագետներ ճարտարագիտության ոլորտում և ամբողջ համալսարանում, որպեսզի օգնեն և ուղղորդեն ինձ այդ ճանապարհին»: