据说,超过95%的各种类型的化肥和农药(例如目前使用的空中喷洒)被浪费掉而没有被包括在农作物中。除了浪费农药(例如残留在土壤中或流入地下水的农药)之外,它还会对土壤和周围环境造成不利影响,从而使持续农业困难。但是,研究结果表明,使用纳米技术的新技术将使几乎100%的农作物农药或营养物成为可能,引起了人们的注意。
美国卡内基梅隆大学的土木和环境工程研究团队开发了将高效农药引入植物的技术。该研究小组首先进行了一项实验,将直径为50 nm或更小的金颗粒涂覆在轧机表面,该颗粒用PVP(聚乙烯吡咯烷酮)(一种易溶于水的聚合物)涂覆。使用金的原因是因为它是一种稳定的物质,不会被植物代谢,因此很容易被追踪。
据称,向小麦喷洒金颗粒的结果是,金从叶的表面渗入并通过维管束即植物容器在整个植物中扩散。观察喷在叶子上的纳米颗粒的运动,喷出的纳米颗粒首先附着在叶子表面。接下来,纳米粒子离开表皮和蜂蜡的外层,这可以保护植物免受外界侵害。纳米粒子穿过表皮,植物在那里保留水分并交换气体,并到达叶片内部。然后,它通过茎流入植物维管束,并进入整个植物组织。一些通过韧皮部到根部,韧皮部是维管束中的营养通道。这使植物能够从根部连续接收营养物质和农药的纳米颗粒。
通过这种方法,附着在植物表面的纳米粒子几乎100%被包含在植物中。因此,您可以期待各种各样的应用方法。氧化锌纳米粒子可以通过植物释放到土壤中,从而立即改善作物和土壤营养。另外,即使病原体进入植物,原则上也不可能去除它们,但是期望将抗生素递送到纳米颗粒上以治疗细菌性疾病。
取决于用于表面涂覆的材料和涂覆方法,可以将纳米颗粒加工成具有各种特性。即使下雨,它也不会流动并留在叶子上,因此它可以继续对纳米粒子和光起反应以产生效果。
该研究小组强调,它将把农业技术的范式转变为通过纳米颗粒运输材料的技术。如果将该技术投入实际使用,则有望大大提高农业生产效率。相关信息可以在这里找到。
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