Des chercheurs de la SDSU développent des capteurs en graphène pour suivre la croissance du maïs
Des bracelets portables sur les plantes enregistrent l'expansion de la tige et de l'épi toutes les dix minutes pour aider les agronomes à caler les apports d'engrais.
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Une nouvelle invention agricole mise au point à la South Dakota State University suit en temps réel le diamètre des tiges et des épis de maïs. Le professeur adjoint Mazhar Sher et l'étudiant de troisième cycle Chamika Kuruppuarachchi ont conçu des bracelets portables pour plantes qui relèvent des mesures toutes les dix minutes afin d'évaluer la réponse des cultures aux engrais. L'équipe universitaire prévoit de déposer un brevet sur le système avant les essais au champ prévus.
Des bandes de graphène et des bracelets en silicone à ressort
Les dispositifs reposent sur du graphène induit par laser monté sur un bracelet en silicone flexible de qualité alimentaire, rapporte Phys.org. Lorsque la tige ou l'épi grossit, le graphène se courbe, ce qui modifie ses propriétés électriques et permet de mesurer la croissance physique sans endommager la culture. Pour éviter d'étrangler la plante à mesure qu'elle s'épaissit, l'inventeur Mazhar Sher a intégré au bracelet un mécanisme à ressort qui permet à la structure de s'allonger en continu tout en maintenant le capteur au contact direct des tissus.
Affiner le matériau en laboratoire
Le graphène induit par laser remonte à des travaux menés à Rice University en 2014, où des scientifiques ont transformé des feuilles de polyimide commerciales en carbone poreux à l'aide d'un laser à dioxyde de carbone, selon Phys.org. Les feuilles de plastique de base coûtent moins d'un dollar. À la South Dakota State University, l'ancien doctorant Sikander Ameer a travaillé d'août 2022 à décembre 2025 pour optimiser la puissance du laser et la vitesse de balayage, réduisant les défauts du réseau de carbone afin d'accroître la sensibilité des mesures.
Enregistrer les données de serre toutes les dix minutes
Kuruppuarachchi a développé le matériel au Raven Precision Agriculture Center, où le prototype a suivi des plants de maïs dans une serre intérieure, comme le documente Phys.org. Le module électronique fonctionne sur batterie et enregistre la croissance de la tige et de l'épi toutes les 10 minutes sur une carte mémoire microSD standard. Sher, qui a auparavant travaillé sur des capteurs de maladies humaines à l'University of Pennsylvania, a confirmé qu'il espère breveter la configuration du capteur à mesure que les essais progressent, afin de protéger la propriété intellectuelle derrière l'invention.
Essais agronomiques et futurs tests au champ
Les chercheurs n'ont pas l'intention de vendre les capteurs portables directement aux agriculteurs, selon Phys.org. Le système est en revanche conçu pour les agronomes et les sélectionneurs végétaux qui étudient la réponse de lignées de maïs spécifiques aux apports d'azote et d'eau. L'équipe de recherche cherche désormais des financements supplémentaires pour déployer les bracelets capteurs dans des parcelles d'essai universitaires en plein air.
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