Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Leaves whisper their properties through ultrasound

04.02.2010
The water content of leaves, their thickness, their density and other properties can now be determined without even having to touch them. A team of researchers from the CSIC Institute of Acoustics and the Agri-Food Research and Technology Centre (CITA) of Aragón has just presented an innovative technique that enables plant leaves to be studied using ultrasound in a quick, simple and non-invasive fashion.

Anzeige

Tomas E. Gómez, one of the authors of the study and researcher at the CSIC Institute of Acoustics, where a technique has been developed to analyse these parts of plants without touching them, explains to SINC that "The method involves establishing a silent dialogue with plant leaves, questioning them and listening to what they say".


The research, recently published in the journal, Applied Physics Letters, demonstrates that some properties of leaves such as thickness, density or compressibility can be determined with this method.

"The voice of the leaves itself is what gives us information about their status and their properties, all in an innocuous and silent way since communication is established by ultrasound, with above-audible frequencies", the scientist indicates.

The technique involves radiating the leaves with broadband ultrasonic pulses (between 0.2 and 2 megahertz), which are emitted through the air from portable devices. In doing so, the leaves start to vibrate and an ultrasonic sensor very similar to the transmitter detects the waves. The signal is then digitalised and the researchers analyse the resonance range, which enables the characteristics of the leaves to be assessed.

The entire process is done in a way that is non-intrusive to the plant. Until now, coupling fluids have been used between the ultrasound transmitter and the material being studied, as is in the case in medicine, for example, when gels or oils are applied to perform an ultrasound.

Listening to leaf moisture

Eustaquio Gil-Pelegrín, co-author of the study and researcher at the Forestry Resources Unit of the Agri-Food Research and Technology Centre (CITA) in Aragón, which has also taken part in the research, explains to SINC that "With this method we can also directly estimate, without contact or interference, the water potential of leaves very accurately".

Information about water content enables us to analyse the loss of turgor in the leaves and the internal morphology of their cell layers, which in turn makes it possible to assess the level of development and to see how they are influenced by environmental factors. Research on the status and water potential of plants helps to diagnose the situation of agricultural and natural systems.

Gil-Pelegrin emphasises the effectiveness of the technique, "even to detect critical moments for plants, such as stomatal closure". Gas and liquid exchange takes places through these pores on the surface of the leaf, and [stomata] opening is determined by factors such as light, CO2 concentration and water availability. For example, when there is a drought the stomata close.

Scientists have successfully applied the ultrasound method to the study of perennial leaves (Prunus laurocerasus and Ligustrum lucidum) and deciduous leaves (Populus x euroamericana and Platanus x hispanica).

The team also took cuttings of some leaves to ascertain water loss over time, and they observed variations in leaf resonance and even water mass loss as little as 1%. The details of this line of research will soon be published in the Journal of Experimental Botany.


References:

T. E. Gómez Álvarez-Arenas, D. Sancho-Knapik, J. J. Peguero-Pina y E. Gil-Pelegrín. "Noncontact and noninvasive study of plant leaves using air-coupled ultrasounds". Applied Physics Letters 95 (19): 193702-1, 2009.

SINC | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.plataformasinc.es

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Trennung von Blutzellen im Mikrofluss
24.05.2012 | Universität Augsburg

nachricht Nomads of the Galaxy
24.05.2012 | Kavli Foundation

Alle Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp