改性生物基膜攻陷控释机能困难

 
 
改性生物基膜攻陷控释机能困难  
 

超疏水纳米月桂酸铜改性生物基包膜控释肥氛围膜浸染机制       山东农大供图

超疏水纳米月桂酸铜改性生物基包膜控释肥合成道理       山东农大供图

纳米粒子负载修复剂的自修复机理       山东农大供图

纳米月桂酸铜的油水疏散结果图       山东农大供图

克日，山东农业大学传授杨越超团队操作超疏水和自修复堵孔新技能，对现有控释肥料的生物基包膜举办改性，在攻陷其控释机能差这一瓶颈上取得新打破。该成就颁发于《美国化学学会应用质料与界面》。

出产中利用的控释肥料膜材主要来历于石油化工产物，但这类产物出产本钱高，影响了其大局限推广应用。

论文通讯作者杨越超先容，连年来，研究人员对农业废弃物资源，如植物秸秆、淀粉、植物油等天然生物基原料举办二次操作，制备了新型生物基控释膜材。该质料的控释肥包膜来历遍及、资源可再生、价值低廉，广受行业人员青睐。

然而，生物基膜材中含有大量亲水基团，易吸水；在水分进入和养分溶出膜壳的进程中，膜材上有些物质会随溶液一起溶出膜外，导致膜壳孔隙增大或割裂。这些因素导致生物基包膜控释肥料在出产中呈现了养分控释期短、控释质量差的困难。

为办理这一影响出产的瓶颈问题，杨越超团队恒久探究差异改性技能提高生物基包膜控释特性的机制，合成纳米材质的超疏水质料、膜材修复剂，用在控释肥料的生物基包膜中对其举办改性。

针对生物基包膜易吸水的问题，杨越超团队用一步合成法研制了一种新型、易制备、经济环保的纳米月桂酸铜，用在控释肥的生物基包膜中。研究功效表白，该纳米质料具有超疏水性和超亲油性。操作X射线成像技能直接视察到超疏水外貌与水打仗面有一层氛围层存在。该氛围层使水不能直接润湿膜材，只能以水分子的形式扩散进入膜内，从而能减缓水分进入和养分溶出膜外的速率，使包膜内的养分释放周期增加了近10 倍。

该团队在研究中还发明，将纳米月桂酸铜质料在纸、金属、玻璃、无纺布等差异基材长举办喷涂包衣，均可使这些材质外貌具有超疏水性。回收该纳米质料包覆的无纺布和100目尼龙网可以对油水殽杂物举办有效地疏散，具有极高的疏散效率和可反复利用性。该纳米质料还表示出精采的抗菌本领和恒久不变性，因此该质料不只可以应用于包膜控释肥料，还可以应用于各类防水涂层，油水疏散和抑制土传病害等。

针对生物基膜材中有些物质跟着水分和养分流出问题，杨越超团队把修复剂海藻酸钠和生物刺激素海藻素负载到中空纳米粒子中，然后将该类质料添加到生物基膜材中。

研究表白，在控释肥养分释放进程中，纳米粒子负载的修复剂逐渐释放到膜材中，与膜材中的固化剂迅速回响固化形成凝胶，实现堵孔，从而实现生物基膜壳的自修复成果，大幅升了包膜控释肥料的控释机能。

相关论文信息：https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c06530