2004年,英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過膠帶剝離法成功從石墨中分離出了單層石墨,也就是石墨烯,證實(shí)了二維材料可在常溫下穩(wěn)定存在。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了物理學(xué)界傳統(tǒng)認(rèn)知,并于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯是迄今為止已知的最薄、最輕、強(qiáng)度最高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性佳、透光率高的新興材料,但是它的發(fā)現(xiàn)與量產(chǎn)之間還隔著十萬八千里。
可是這并不妨礙它的應(yīng)用,小到石墨烯內(nèi)褲,襪子,大到石墨烯被子,電暖,電池,令人意想不到的是這高科技的東西最先“惠及民生”。和大名鼎鼎的量子一樣,讓人民先用。
石墨烯隕石雙重buff
擦邊營銷了一段時(shí)間后,近兩年熱度下來了,關(guān)注的也少了。一直以為石墨烯領(lǐng)域也沒有太大的發(fā)展,畢竟這玩意兒太貴了,價(jià)比黃金,敢加的內(nèi)褲里,你未必敢穿。
直到最近看到一家企業(yè)高調(diào)宣傳首發(fā)了石墨烯肥料,我才意識(shí)到,這東西還在一直發(fā)展。說實(shí)話我一開始看到以為又在搞擦邊營銷,這石墨烯真是萬能,都擦到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域了。但是這家企業(yè)在行業(yè)內(nèi)還算可以,又大張旗鼓的不至于這么自毀名聲吧。
于是查了一些資料。果然還是無知限制了我的想象力。
石墨烯在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究一直在進(jìn)行。它在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:
[backcolor=none 0% 0% / auto no-repeat scroll padding-box border-box transparent]1. 提高農(nóng)用化學(xué)品利用率
- 石墨烯增效復(fù)合肥通過添加石墨烯(GN)或氧化石墨烯(GO)到肥料中,可顯著增強(qiáng)肥料顆粒的機(jī)械強(qiáng)度(如耐磨性、抗沖擊性),并延緩養(yǎng)分釋放,減少流失。例如,添加0.5 wt%石墨烯(GN)或氧化石墨烯(GO) 可使磷酸一銨(MAP)顆粒的機(jī)械強(qiáng)度分別提高18倍和8倍,同時(shí)增強(qiáng)耐磨性和抗沖擊性。
- 石墨烯納米農(nóng)藥石墨烯作為載體能增強(qiáng)殺蟲劑、殺菌劑的滲透性,提高藥效。例如,GO/銀納米復(fù)合材料對(duì)水稻白葉枯病菌等病原體有高效抑制作用,且低濃度即可生效。
[backcolor=none 0% 0% / auto no-repeat scroll padding-box border-box transparent]2. 促進(jìn)作物生長
- 刺激生長素分泌低濃度GO可通過調(diào)控基因表達(dá)(如生長素合成相關(guān)基因),促進(jìn)根系發(fā)育和細(xì)胞分裂,從而加速番茄、甘藍(lán)型油菜等作物的生長。但高濃度可能抑制生長或?qū)е露拘浴?/span>
- 提高抗逆性GO能幫助作物抵御干旱、鹽堿、重金屬等脅迫。例如,GO改善土壤保水性,增強(qiáng)光合作用,并提升抗氧化活性,從而提高赤芍、萵苣等作物的耐受能力。
- 改善土壤環(huán)境GO可增加土壤孔隙率和水分轉(zhuǎn)移能力,促進(jìn)養(yǎng)分吸收;同時(shí)還能刺激土壤微生物(如固氮菌)活性,提升氮素含量,優(yōu)化根系微環(huán)境。
[backcolor=none 0% 0% / auto no-repeat scroll padding-box border-box transparent]3. 農(nóng)業(yè)傳感器開發(fā)
- 石墨烯因其優(yōu)異導(dǎo)電性和柔韌性,被用于開發(fā)高靈敏度生物傳感器(如電化學(xué)傳感器、DNA傳感器),可檢測植物生長素、病蟲害標(biāo)志物等,助力作物育種和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。
[石墨烯材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展.pdf]