近日，化学与材料科学学院王晓琳副教授课题组在植物电子皮肤构建方面取得新进展，相关成果以“GQuadruplex Network Engineering in Ionogels: Realizing Robust Biosensing Interfaces for Plant Electrophysiology”为题发表于《ACS Nano》，2023级研究生苏元腾为文章第一作者，王晓琳副教授为文章独立通讯作者。
面向现代农业精准化、智能化发展的需求，如何实时、准确地感知植物生长状态已成为亟待突破的关键环节。与传统生理指标相比，植物电生理信号能够快速响应环境变化和外界胁迫，可为植物健康评估和逆境预警提供更加直接、灵敏的信息。然而，稳定获取高质量植物电信号仍面临挑战。传统侵入式电极会对植物组织造成不可逆损伤；非侵入式电极避免了组织损伤，却常因界面贴合不足、环境稳定性有限等问题，难以实现精准稳定监测。
针对这一难题，该研究通过双网络结构调控构筑了一种适用于多毛植物的高顺应性离子凝胶植物表皮传感器。该离子凝胶兼具低杨氏模量（~3.5 kPa）、高韧性（~180 kJ m⁻3）和优异的共形黏附能力，可与多毛植物表面稳定贴合，实现高质量植物电信号的无损采集。与传统侵入式电极和琼脂凝胶电极相比，该离子凝胶电极记录的植物电信号具有更高的信噪比；即使在风吹、机械拉扯和水流冲击等复杂环境下，其仍能保持稳健的界面接触和信号采集性能。本研究为可靠植物-机器接口的构建提供了新的技术方案。
该研究工作得到了山东省自然科学基金的资助。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.6c06313
编 辑：万 千
审 核：贾 波
