Vỏ hạt nhân tạo làm từ gỗ tự vùi mình khi bị ướt

Vỏ hạt nhân tạo làm từ gỗ tự vùi mình khi bị ướt

    Vỏ hạt nhân tạo làm từ gỗ tự vùi mình khi bị ướt
    Giá đỡ hạt giống làm từ gỗ tự vít xuống đất khi tiếp xúc với nước. Nó có thể hữu ích cho các dự án trồng lại rừng từ trên không bằng máy bay không người lái

    A seed growing from the wooden carrier

    Một hạt giống mọc ra từ thùng gỗ

    Đại học Carnegie Mellon

    Vỏ hạt làm bằng gỗ đã qua xử lý chắc chắn và linh hoạt hơn so với hạt tự chôn vùi tự nhiên, đồng thời có thể giúp gieo hạt từ máy bay không người lái và máy bay hiệu quả hơn.

    Nhiều loài thực vật tạo ra hạt có cấu trúc phản ứng với những thay đổi về độ ẩm để giúp bảo vệ hạt hoặc chôn hạt trong đất. Các loài thực vật thuộc chi Elodium tạo ra hạt có đuôi cuộn lại sẽ bung ra khi bị ướt, xoắn vỏ hạt vào sâu hơn trong đất. Lining Yao tại Đại học Carnegie Mellon ở Pennsylvania cho biết: “Đó là một hành vi đã được tối ưu hóa qua nhiều thế hệ tiến hóa.

    Yao và các đồng nghiệp của cô ấy đã lấy cảm hứng từ Elodium và các loại cây khác có hạt tự chôn để thiết kế một phương tiện mang hạt có thể mang các kích cỡ hạt khác nhau và xoắn vào đất trong các môi trường khác nhau một cách hiệu quả hơn.

    Sau khi sàng lọc các vật liệu tự nhiên và tổng hợp, các nhà nghiên cứu đã quyết định sử dụng gỗ từ gỗ sồi trắng, loại gỗ này sẽ phản ứng với những thay đổi về độ ẩm nhưng cũng đủ cứng để đưa hạt giống vào đất và có thể phân hủy sinh học.

    Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp xử lý hóa học cho gỗ để có thể cuộn chặt gỗ lại. Gỗ có thể uốn cong chặt hơn 45 lần so với các thành phần bằng gỗ tương đương khác, và do đó tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn khi xoắn vỏ hạt xuống đất. Yao cho biết: “Lực đẩy phụ thuộc vào độ cứng của thân cuộn và độ kín.

    A gif of the seed corkscrewing into the ground

    Đại học Carnegie Mellon

    Các nhà nghiên cứu cũng thiết kế một cuộn dây có ba đuôi, thay vì các hạt Elodium một đuôi. Các đuôi được thêm vào làm cho cuộn dây có nhiều khả năng nằm ở góc thích hợp để hạt giống được đưa vào đất khi nó bung ra, đặc biệt là trên mặt đất bằng phẳng.

    Vỏ hạt làm bằng bột lúa mì và lớp phủ xenlulo gắn vào chất mang để giữ hạt và các chất có lợi khác, chẳng hạn như nấm và tuyến trùng có thể giúp thụ tinh cho hạt.

    Trong các thử nghiệm thực địa trên mặt đất bằng cách sử dụng hạt arugula được đặt trong 136 giá thể, khoảng 66% giá thể đã cố định thành công trong đất và 39% hạt nảy mầm. Các nhà nghiên cứu đã không so sánh điều này với hạt giống được trồng mà không có chất mang, nhưng Yao nói rằng đó là bằng chứng về khái niệm rằng chất mang có thể hoạt động. Thời tiết cũng là một yếu tố: trong một lần thử nghiệm, một đợt mưa lớn đã làm trôi hơn một nửa số hạt neo.

    Yao cho biết một tàu sân bay tốt hơn có thể giúp việc gieo hạt trên không bằng máy bay hoặc máy bay không người lái hiệu quả hơn. Việc gieo hạt trên không rất hữu ích khi phải trồng nhanh các khu vực rộng lớn hoặc các khu vực gieo hạt khó tiếp cận, chẳng hạn như trong một số dự án phục hồi rừng.

    Naomi Nakayama tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn cho biết các nhà nghiên cứu còn nhiều việc phải làm để chứng minh rằng các chất mang có thể hoạt động trên thực địa và chúng có thể được sản xuất ở quy mô cần thiết cho một chương trình trồng trọt thực sự. Nhưng cô ấy nói rằng vật liệu gỗ mới mở ra những khả năng mới cho những “rô-bốt bằng gỗ” mềm có thể phản ứng với những thay đổi về độ ẩm. “Khả năng biến hình này vượt xa những gì chúng ta có thể đạt được trước đây,” cô nói.

    Tài liệu tham khảo tạp chí: Nature, DOI: 10.1038/s41586-022-05656-3

    Zalo
    Hotline