La detección temprana de estrés en las plantas ha dado un giro revolucionario con la creación de un sensor avanzado desarrollado por el equipo del profesor Liang Dong en la Universidad Estatal de Iowa. Este dispositivo, un parche flexible con microneedles recubiertas de oro, permite a los agricultores medir niveles de peróxido de hidrógeno (H2O2), una molécula que indica problemas como sequías, infecciones y ataques de plagas.
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El sensor está compuesto por un hidrogel de quitosano que reacciona con el H2O2 presente en la savia de las plantas, generando electrones que son procesados como señales eléctricas. Este hidrogel también incorpora óxido de grafeno para maximizar el flujo de electrones. Para utilizarlo, las microneedles penetran la capa superficial de las hojas, entrando en contacto directo con la savia vegetal. La intensidad de la corriente eléctrica producida refleja el nivel de estrés, lo que desencadena alertas hacia dispositivos móviles o computadoras vía Bluetooth y Wi-Fi.

En pruebas realizadas en plantas de soja y tabaco, el sensor demostró su capacidad de diferenciar entre cultivos sanos y aquellos infectados por la bacteria Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000. Los resultados obtenidos coincidieron con mediciones realizadas mediante métodos químicos tradicionales, confirmando la precisión de esta tecnología. Además, el dispositivo puede ser reutilizado hasta nueve veces antes de que sus microneedles pierdan su forma.
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Este sensor también destaca por su eficiencia y bajo costo: los niveles de H2O2 pueden medirse en menos de un minuto, con un costo menor a un dólar por prueba. Esto representa un avance significativo para agricultores que buscan monitorear y reaccionar rápidamente ante posibles amenazas a sus cultivos.

La innovación contribuye a la agricultura de precisión, una estrategia enfocada en utilizar la tecnología para optimizar los rendimientos y el uso sostenible de los recursos agrícolas. El sistema es parte de un esfuerzo más amplio por mejorar la resiliencia de los cultivos ante desafíos como cambios climáticos, enfermedades y daños por plagas.

Este sensor de hojas no solo es económico y reutilizable, sino que también es capaz de realizar el análisis del nivel de estrés de las plantas en menos de un minuto, algo que hasta ahora era posible solo en laboratorios mediante métodos químicos prolongados.

Los detalles sobre esta investigación, que promete transformar la gestión agrícola, fueron publicados en la revista ACS Sensors.