Bu çalışma, yüksek maliyetli ya da karmaşık sistemler yerine, bitkilere doğrudan yapıştırılabilen, grafen tabanlı, bant üzerine sensörler geliştirilmesi fikrine dayanıyor. Araştırmacılar bu sistemlere “bitki dövmesi sensörü” adını veriyor.

Grafen, yalnızca bir atom kalınlığında karbon ağından oluşan, elektriği ve ısıyı çok iyi ileten, aynı zamanda oldukça dayanıklı bir malzeme. Bu özellikleri sayesinde sensör teknolojilerinde geniş kullanım alanı buluyor. Daha önce giyilebilir sensörlerde ve hareket ölçen “akıllı eldiven” gibi sistemlerde de kullanılmıştı.

Bu çalışmada kullanılan yöntem, Advanced Materials Technologies dergisinin Aralık 2017 sayısında kapak konusu oldu ve grafen bazlı nanomalzemelerin esnek sensörlere dönüştürülmesine dair “basit ve çok yönlü bir yöntem” olarak tanımlandı.

Süreç şöyle işliyor:
Araştırmacılar önce bir polimer blok yüzeyine desenler oluşturuyor (kalıplama veya 3D yazıcı ile). Ardından sıvı grafen çözeltisi bu girintilere uygulanarak desenler dolduruluyor. Fazla grafen bant yardımıyla temizleniyor ve son bir bant katmanı kullanılarak desenler yüzeyden ayrılıyor. Böylece bant üzerinde çalışan bir sensör elde ediliyor.

Bu yöntemle insan saç telinin yaklaşık yirmide biri kalınlığında, yani yaklaşık 5 mikrometre ölçeğinde çok hassas desenler üretilebiliyor. Bu küçüklük, sensörlerin duyarlılığını önemli ölçüde artırıyor.

Graphene tabanlı bu “bitki dövmesi” teknolojisi sayesinde araştırmacılar, bitkilerin su kullanımını gerçek zamanlı ve düşük maliyetle izleyerek daha su verimli bitki çeşitleri geliştirmeyi hedefliyor.