鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2784次 | 2018年11月08日
如何利用石墨烯提高肥料的效率
阿德萊德大學(xué)(UniversityofAdelaide)的研究人員正在使用新的先進(jìn)材料石墨烯作為肥料載體,開發(fā)對環(huán)境影響較低且能夠減少農(nóng)民成本的化肥,這是世界上首次使用這種新材料。
通過與工業(yè)界的合作,研究人員已經(jīng)證明可以通過將必需的微量元素加載到石墨烯氧化物片上生產(chǎn)出有效的緩釋肥料。
用石墨烯作為載體意味著可以更有針對性地使用肥料,可在總體上提高肥料的效率和植物對養(yǎng)分的吸收。迄今為止,已證明石墨烯為基礎(chǔ)的載體對微量營養(yǎng)素鋅和銅有效。研究人員正在繼續(xù)研究石墨烯載體與氮、磷酸鹽等營養(yǎng)素的結(jié)合。澳大利亞阿德萊德大學(xué)韋特(Waite)校區(qū)肥料技術(shù)研究中心(FertiliserTechnologyResearchCentre)主任麥克·麥考林(MikeMcLaughlin)教授說:“釋放速度更慢更可控以及效率更高的肥料對環(huán)境的影響更小,且能減少農(nóng)民對傳統(tǒng)肥料的支出,對農(nóng)業(yè)和環(huán)境均有顯著的潛在益處。”
我們的研究發(fā)現(xiàn),在石墨烯氧化物片上載入銅、鋅微量營養(yǎng)素是向植物提供微量營養(yǎng)素的有效途徑。這種方法還增加了肥料顆粒的強(qiáng)度,更加有利于運(yùn)輸和散播。”
阿德萊德大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院(SchoolofChemicalEngineering)的納米技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者、該校澳大利亞研究理事會(AustralianResearchCouncil,ARC)石墨烯產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化研究中心(ResearchHubforGrapheneEnabledIndustryTransformation)主任杜尚·羅斯克(DusanLosic)教授說:“石墨烯是一種2004年才發(fā)現(xiàn)的新型材料,它具有令人驚嘆的性能,包括超高的表面面積、高強(qiáng)度和高適應(yīng)性,能夠與不同的營養(yǎng)素結(jié)合。四年前,我們開始研究石墨烯的廣泛應(yīng)用——這是石墨烯肥料首次被用作養(yǎng)分載體,這項(xiàng)研究令人興奮?!?br/>
這項(xiàng)由博士生舍爾文·卡比利(ShervinKabiri)進(jìn)行的研究已經(jīng)發(fā)表在《應(yīng)用材料與界面》(AppliedMaterialsandInterfaces)雜志上。這是阿德萊德大學(xué)肥料技術(shù)研究中心和該校澳大利亞研究理事會石墨烯產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化研究中心的合作項(xiàng)目。
化肥技術(shù)研究中心成立于2007年,是世界上最大的磷酸鹽和鉀肥聯(lián)合生產(chǎn)商馬賽克公司(TheMosaicCompany)的合作單位,專門從事高效化肥產(chǎn)品的開發(fā)和評估。2015年,研究中心與馬賽克公司達(dá)成了一項(xiàng)價(jià)值850萬美元的新的五年期合作協(xié)議。馬賽克公司享有新技術(shù)的許可權(quán),并且正在進(jìn)一步研究石墨烯基材料在肥料中的應(yīng)用。
副校長麥克·布魯克斯教授(MikeBrooks)說:“這段長達(dá)十年的合作關(guān)系證明了阿德萊德大學(xué)在該領(lǐng)域的優(yōu)勢,也證明了我們能夠成功與工業(yè)界合作,將研究成果轉(zhuǎn)化為廣泛造福社會的產(chǎn)品?!?br/>
“植物研究與我們新的石墨烯研究中心的結(jié)合,是大學(xué)召集跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)為工業(yè)提供創(chuàng)新解決方案的一個絕佳示范?!?br/>
麥考林教授說:“現(xiàn)在下結(jié)論還為時過早,但毫無疑問的是,如果肥料的釋放率更貼合農(nóng)作物的需求,如果肥料更有力更強(qiáng)韌,都將提高種植者使用肥料的效率和植物的養(yǎng)分吸收率?!?br/>
“能否成功商業(yè)化將取決于石墨烯或石墨烯氧化物的成本、規(guī)模化的能力,以及能否將其納入商業(yè)化肥的生產(chǎn)過程?!?/p>