老葉的植物王國

  eSoil。圖片來源：PNAS 人口愈來愈多，需要的土地（耕地與建地）當然也愈來愈多。可是，地球就那麼大，總不能把所有的森林通通都砍掉來種農作物與蓋房子。如果真的那樣做，地球很快就會變得不適合人類居住了。 也就是因為這樣，所以有了「植物工廠」的發明。植物工廠是用水耕（hydroponics）來種植作物，並提供人工光照。 因為以下優點，目前水耕栽培在農業領域已經取得了顯著的進展和成功： 1. 水耕栽培能夠有效控制營養物質和水分，從而提高作物產量和質量。這種栽培方法尤其適用於葉菜類和某些蔬菜，如番茄、黃瓜和草莓。 2. 與傳統土壤栽培相比，水耕栽培能夠節約大量的水資源。由於水和養分直接輸送到植物根部，減少了水分的蒸發和流失。 3. 水耕栽培不依賴土壤，因此非常適合土地資源有限或土壤質量差的地區，如沙漠、岩石地區和城市環境。 4. 在控制環境中進行的水耕栽培可以實現全年生產，不受季節和天氣條件的限制。 5. 水耕栽培減少了對化學肥料和農藥的依賴，從而減少了環境污染。這種栽培方法與循環農業和可持續農業的理念相契合。 然而，水耕栽培也面臨一些挑戰，例如初始設置成本較高、需要穩定的電力供應以及對技術和管理的要求較高。此外，某些作物（例如大部分穀物）在水耕條件下可能不如在土壤中生長得好。 另外，目前的水耕栽培所使用的基質主要提供對根系的支撐，但尚未有能夠刺激植物生長的活性水培基質。 為了解決這些問題，產生了一個創新的發明「eSoil」。eSoil 的創新之處在於，它是一種低功率的生物電子生長支架，能夠向植物根系及其水耕環境提供電刺激。這種設計不僅可以加速種子的生長，還可能有助於減少化肥的使用，從而在可持續農業方面取得進展。 eSoil的成分包括奈米纖維化的纖維素（nanofibrillated cellulose，NFC）、PEDOT:PSS、GOPS和DMSO。 PEDOT:PSS-NFC-GOPS 支架是以特定比例混合PEDOT:PSS（PH1000 1.3 wt% PEDOT:PSS Heraeus Clevios）、NFC（1 wt% carboxymethylated nanofibrillated cellulose RISE Innventia）和GOPS（97 wt% Alfa Aesar）製成的。這些...