如何利用石墨烯提高肥料的效率

阿德莱德大学（UniversityofAdelaide）的研究人员正在使用新的先进材料石墨烯作为肥料载体，开发对环境影响较低且能够减少农民成本的化肥，这是世界上首次使用这种新材料。

通过与工业界的合作，研究人员已经证明可以通过将必需的微量元素加载到石墨烯氧化物片上生产出有效的缓释肥料。

用石墨烯作为载体意味着可以更有针对性地使用肥料，可在总体上提高肥料的效率和植物对养分的吸收。迄今为止，已证明石墨烯为基础的载体对微量营养素锌和铜有效。研究人员正在继续研究石墨烯载体与氮、磷酸盐等营养素的结合。澳大利亚阿德莱德大学韦特（Waite）校区肥料技术研究中心（FertiliserTechnologyResearchCentre）主任麦克·麦考林（MikeMcLaughlin）教授说：“释放速度更慢更可控以及效率更高的肥料对环境的影响更小，且能减少农民对传统肥料的支出，对农业和环境均有显著的潜在益处。”

我们的研究发现，在石墨烯氧化物片上载入铜、锌微量营养素是向植物提供微量营养素的有效途径。这种方法还增加了肥料颗粒的强度，更加有利于运输和散播。”

阿德莱德大学化学工程学院（SchoolofChemicalEngineering）的纳米技术领导者、该校澳大利亚研究理事会(AustralianResearchCouncil，ARC)石墨烯产业转化研究中心（ResearchHubforGrapheneEnabledIndustryTransformation）主任杜尚·罗斯克（DusanLosic）教授说：“石墨烯是一种2004年才发现的新型材料，它具有令人惊叹的性能，包括超高的表面面积、高强度和高适应性，能够与不同的营养素结合。四年前，我们开始研究石墨烯的广泛应用——这是石墨烯肥料首次被用作养分载体，这项研究令人兴奋。”

这项由博士生舍尔文·卡比利（ShervinKabiri）进行的研究已经发表在《应用材料与界面》（AppliedMaterialsandInterfaces）杂志上。这是阿德莱德大学肥料技术研究中心和该校澳大利亚研究理事会石墨烯产业转化研究中心的合作项目。

化肥技术研究中心成立于2007年，是世界上最大的磷酸盐和钾肥联合生产商马赛克公司（TheMosaicCompany）的合作单位，专门从事高效化肥产品的开发和评估。2015年，研究中心与马赛克公司达成了一项价值850万美元的新的五年期合作协议。马赛克公司享有新技术的许可权，并且正在进一步研究石墨烯基材料在肥料中的应用。

副校长麦克·布鲁克斯教授（MikeBrooks）说：“这段长达十年的合作关系证明了阿德莱德大学在该领域的优势，也证明了我们能够成功与工业界合作，将研究成果转化为广泛造福社会的产品。”

“植物研究与我们新的石墨烯研究中心的结合，是大学召集跨学科团队为工业提供创新解决方案的一个绝佳示范。”

麦考林教授说：“现在下结论还为时过早，但毫无疑问的是，如果肥料的释放率更贴合农作物的需求，如果肥料更有力更强韧，都将提高种植者使用肥料的效率和植物的养分吸收率。”

“能否成功商业化将取决于石墨烯或石墨烯氧化物的成本、规模化的能力，以及能否将其纳入商业化肥的生产过程。”