journal article·2024-12

Botanic Signal Monitor: Advanced Wearable Sensor for Plant Health Analysis

Wenxuan Xu, Long Chen, Xuan Hu, Lu Zhang, Dizhangxiao Huang, Jian Li, Ranhua Xiong, Chaobo Huang, Miaomiao Zhu

Advanced Functional Materials· Volume 34· Issue 51
Publisher page

Abstract

Abstract Recently, the decline in plant species, loss of crop yields, and reduced efficacy of herbal medicines due to environmental issues and biotic stresses have garnered significant attention. Developing smart devices for plant health monitoring is essential for early intervention, timely adjustment of the growing environment to combat environmental and pest stresses, and to promote robust plant growth, biodiversity, ecological balance, and sustainable agriculture. Flexible wearable sensors with the advantages of superior shape adaptation, excellent biocompatibility, and high integration have emerged as one of the most promising avenues for plant health monitoring. Here, recent advances in flexible wearable sensors based on monitoring different types of plant signals are summarized. The discussion focuses on the constituent materials, fabrication methods, and sensing mechanisms of each type of wearable sensor. In addition, the challenges and potential strategies are summarized for plant sensing development, including energy supply, materials and preparation, signal transmission, and data analysis.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Chemical Sensor Technologies · Advanced Sensor and Energy Harvesting Materials · Analytical Chemistry and Sensors

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Jiangsu Co‐Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources College of Chemical Engineering Nanjing Forestry University Nanjing 210037 P. R. China

Jinling Pharmaceutical Company Limited Nanjing 210 009 P. R. China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Natural Science Research of Jiangsu Higher Education Institutions of China

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.tree.2021.06.00510.1016/j.tree.2021.06.005 ↗
2. 10.1038/s41477-022-01244-510.1038/s41477-022-01244-5 ↗
3. 10.1016/j.scitotenv.2024.17229610.1016/j.scitotenv.2024.172296 ↗
4. 10.1016/j.ecolind.2023.11093510.1016/j.ecolind.2023.110935 ↗
5. 10.1111/gcb.1718210.1111/gcb.17182 ↗
6. 10.1021/acssuschemeng.0c0529110.1021/acssuschemeng.0c05291 ↗
7. 10.1002/marc.20200050110.1002/marc.202000501 ↗
8. 10.1016/j.heliyon.2019.e0274710.1016/j.heliyon.2019.e02747 ↗
9. 10.1016/j.sjbs.2020.05.00610.1016/j.sjbs.2020.05.006 ↗
10. 10.3389/fpls.2024.137422810.3389/fpls.2024.1374228 ↗
11. 10.1016/j.tplants.2022.02.00310.1016/j.tplants.2022.02.003 ↗
12. 10.1016/j.indcrop.2023.11789610.1016/j.indcrop.2023.117896 ↗
13. 10.1007/s10653-021-00978-z10.1007/s10653-021-00978-z ↗
14. 10.1016/j.nantod.2024.10232610.1016/j.nantod.2024.102326 ↗
15. 10.1111/pbi.1318410.1111/pbi.13184 ↗
16. 10.1016/j.jhazmat.2024.13422810.1016/j.jhazmat.2024.134228 ↗
17. 10.1016/j.jphotobiol.2010.08.00510.1016/j.jphotobiol.2010.08.005 ↗
18. 10.1111/j.1438-8677.2008.00170.x10.1111/j.1438-8677.2008.00170.x ↗
19. 10.1016/j.compag.2015.12.01310.1016/j.compag.2015.12.013 ↗
20. Moreno‐Moreno C. D. · Proceedings. · 2018 · 2 · 1302
21. 10.1016/j.nanoen.2022.10732710.1016/j.nanoen.2022.107327 ↗
22. 10.1016/j.carbpol.2023.12149610.1016/j.carbpol.2023.121496 ↗
23. 10.1007/s42765-022-00212-010.1007/s42765-022-00212-0 ↗
24. 10.1016/j.nanoen.2020.10520810.1016/j.nanoen.2020.105208 ↗
25. 10.1016/j.carbpol.2021.11820710.1016/j.carbpol.2021.118207 ↗
26. 10.1016/j.nanoen.2020.10566910.1016/j.nanoen.2020.105669 ↗
27. 10.1016/j.colsurfa.2021.12733610.1016/j.colsurfa.2021.127336 ↗
28. 10.1016/j.bios.2021.11395310.1016/j.bios.2021.113953 ↗
29. 10.1007/s10311-020-01070-110.1007/s10311-020-01070-1 ↗
30. 10.3390/ijms2112419510.3390/ijms21124195 ↗
31. 10.1146/annurev-arplant-080720-10373910.1146/annurev-arplant-080720-103739 ↗
32. 10.1002/adfm.20150475510.1002/adfm.201504755 ↗
33. 10.1007/s40843-017-9077-x10.1007/s40843-017-9077-x ↗
34. 10.1021/acsnano.1c0979210.1021/acsnano.1c09792 ↗
35. 10.1002/adma.20180107210.1002/adma.201801072 ↗
36. 10.1038/s41528-022-00135-110.1038/s41528-022-00135-1 ↗
37. 10.1016/j.pmatsci.2019.10061710.1016/j.pmatsci.2019.100617 ↗
38. 10.1002/admt.20170002110.1002/admt.201700021 ↗
39. 10.3390/gels702006610.3390/gels7020066 ↗
40. 10.1016/j.carbpol.2021.11871410.1016/j.carbpol.2021.118714 ↗
41. 10.1016/j.carbon.2019.03.00210.1016/j.carbon.2019.03.002 ↗
42. 10.1038/s41528-022-00177-510.1038/s41528-022-00177-5 ↗
43. 10.1007/s00604-023-06066-610.1007/s00604-023-06066-6 ↗
44. 10.1016/j.microc.2023.10905410.1016/j.microc.2023.109054 ↗
45. 10.1016/j.ecoenv.2021.11244110.1016/j.ecoenv.2021.112441 ↗
46. 10.1016/j.colsurfa.2022.13068810.1016/j.colsurfa.2022.130688 ↗
47. 10.1039/D2GC04711J10.1039/D2GC04711J ↗
48. 10.1007/s42114-024-00841-610.1007/s42114-024-00841-6 ↗
49. 10.1016/j.colsurfa.2022.13059110.1016/j.colsurfa.2022.130591 ↗
50. 10.1021/acs.iecr.3c0265210.1021/acs.iecr.3c02652 ↗
51. 10.1016/j.carbpol.2023.12151510.1016/j.carbpol.2023.121515 ↗
52. 10.1016/j.molp.2020.02.00410.1016/j.molp.2020.02.004 ↗
53. 10.3390/s1812436510.3390/s18124365 ↗
54. 10.3390/ijms2008200110.3390/ijms20082001 ↗
55. 10.1002/adma.20210747910.1002/adma.202107479 ↗
56. 10.1007/s40843-022-2300-310.1007/s40843-022-2300-3 ↗
57. 10.1007/s40843-018-9266-810.1007/s40843-018-9266-8 ↗
58. 10.1016/j.carbpol.2022.11954410.1016/j.carbpol.2022.119544 ↗
59. 10.1002/admt.20220120410.1002/admt.202201204 ↗
60. 10.1002/advs.20200364210.1002/advs.202003642 ↗
61. 10.1016/j.jphotobiol.2016.10.02610.1016/j.jphotobiol.2016.10.026 ↗
62. 10.5423/PPJ.RW.01.2024.000610.5423/PPJ.RW.01.2024.0006 ↗
63. 10.1021/acsnano.0c0375710.1021/acsnano.0c03757 ↗
64. 10.1111/nph.1804510.1111/nph.18045 ↗
65. 10.1038/s41477-020-0718-z10.1038/s41477-020-0718-z ↗
66. 10.1007/s00216-020-02859-310.1007/s00216-020-02859-3 ↗
67. 10.1002/advs.20230555210.1002/advs.202305552 ↗
68. 10.1093/plcell/koae05510.1093/plcell/koae055 ↗
69. 10.1016/j.jobab.2022.03.00310.1016/j.jobab.2022.03.003 ↗
70. 10.1126/science.aaw004610.1126/science.aaw0046 ↗
71. 10.1016/j.plantsci.2023.11162610.1016/j.plantsci.2023.111626 ↗
72. 10.1093/aob/mcad09610.1093/aob/mcad096 ↗
73. 10.1002/adma.20230442010.1002/adma.202304420 ↗
74. 10.1021/acsnano.1c1000410.1021/acsnano.1c10004 ↗
75. 10.1016/j.cej.2022.13558810.1016/j.cej.2022.135588 ↗
76. 10.1016/j.snb.2024.13558510.1016/j.snb.2024.135585 ↗
77. 10.1039/D3TA06283J10.1039/D3TA06283J ↗
78. 10.1016/j.nanoen.2019.10425110.1016/j.nanoen.2019.104251 ↗
79. 10.1007/s40820-022-00895-510.1007/s40820-022-00895-5 ↗
80. 10.1007/s42765-021-00064-010.1007/s42765-021-00064-0 ↗
81. 10.3390/electronics707011410.3390/electronics7070114 ↗
82. 10.1016/j.bios.2020.11236010.1016/j.bios.2020.112360 ↗
83. 10.3390/genes103041310.3390/genes1030413 ↗
84. 10.1039/D2EE02046G10.1039/D2EE02046G ↗
85. 10.1016/j.reactfunctpolym.2022.10542110.1016/j.reactfunctpolym.2022.105421 ↗
86. 10.1002/adma.20230251110.1002/adma.202302511 ↗
87. 10.1126/sciadv.adk462010.1126/sciadv.adk4620 ↗
88. 10.1039/D1MH00565K10.1039/D1MH00565K ↗
89. 10.1039/D0TA11974A10.1039/D0TA11974A ↗
90. 10.1186/s12870-022-03823-210.1186/s12870-022-03823-2 ↗
91. 10.3390/ijms23221421610.3390/ijms232214216 ↗
92. 10.5194/acp-21-17389-202110.5194/acp-21-17389-2021 ↗
93. 10.1016/j.tplants.2010.01.00610.1016/j.tplants.2010.01.006 ↗
94. 10.1038/s41586-022-05020-510.1038/s41586-022-05020-5 ↗
95. 10.1016/j.snb.2023.13340810.1016/j.snb.2023.133408 ↗
96. 10.3389/fpls.2018.0162310.3389/fpls.2018.01623 ↗
97. 10.1111/pce.1446410.1111/pce.14464 ↗
98. 10.1021/acssensors.2c0083410.1021/acssensors.2c00834 ↗
99. 10.1093/hr/uhad14310.1093/hr/uhad143 ↗
100. 10.1007/s10886-021-01286-710.1007/s10886-021-01286-7 ↗