Verbundprojekt: Leistungsfähige Sensorplattform für die Digitalisierung in der Landwirtschaft – PLANtAR -

Die im Verbundantrag PLANtAR detailliert beschriebene Aufgabenstellung adressiert die Erarbeitung von strategischen Lösungen der modernen Mikro- und Nanoelektroniktechnologie sowie des Packagings zur Entwicklung der Elektronik und Sensorik für miniaturisierte, autark arbeitende und kosteneffiziente Monitoringsysteme für Pflanzenbau und Landwirtschaft. Dieses Ziel erfordert die Integration von Komponenten und Devices auf Chip-Level zur Schaffung von System-on-Chip-Systemen mit komplex-heterogener Funktionalität. Dabei sollen durch die miniaturisierten, netzeingebundenen und partiell bioabbaubaren Elektronik- und Sensorkomponenten zwei Anwendungsfelder speziell adressiert werden: die Schaffung von Monitoringsystemen (i) zur Bestimmung physiologischer und chemischer Parameter sowie (ii) der Nachweis von Krankheitserregern an Pflanzen und in der Erde. Als Anwendungsfelder sind Farm monitoring, Greenhouse farming und Precision farming sowie in gewissem Umfang die Lebensmittelqualitätskontrolle avisiert. In dem Teilprojekt MinioNs entwickelt das KSI Meinsberg im Rahmen von PLANtAR einen miniaturisierten und zum Großteil kompostierbaren Nitratsensor, mit dessen Hilfe der in der EU-Trinkwasserverordnung verankerte Nitrat-Grenzwert von 50 mg/l sicher bestimmt werden kann. Der Sensor wird als All-Solid-State-Sensor konzipiert, der weder flüssige Elektrolytkomponenten noch Glaskomponenten und deshalb eine intrinsische Robustheit für den Feldeinsatz aufweist. Er enthält keine toxischen Materialien. Es sollen sogenannte ionenselektive Festkontaktelektroden zur potentiometrischen Detektion des Nitratgehalts des Bodens verwendet werden. In Kooperation mit den Partnern des europäischen PLANtAR-Verbundes soll der Nitratsensor in ein autarkes, kompostierbares Multisensorsystem integriert und für verschiedene Anwendungen in der modernen Landwirtschaft im Feldeinsatz validiert werden.