微纳米级“外衣”让控释肥料“变聪明”

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模仿荷叶特有的超疏水微纳凸起结构，采用磁性自组装方法制备了空空气涂层超疏水生物基控释肥料，其养分控释期延长了一倍左右。最近，山东农业大学土壤与肥料资源高效利用国家工程实验室杨跃超教授团队的这一成果发表在国际期刊《美国化学学会纳米材料》上。

用低成本、可再生的天然生物基原料(如农作物秸秆、植物淀粉等)制备生物基包膜控释肥料已成为国际趋势。)。但是这些原料含有大量的亲水基团，容易吸水，制备的控释肥料养分释放性能差，难以满足作物对养分的长期需求。

据了解，杨跃超教授的团队以猪油为原料，首先对磁性微纳米粒子进行超疏水改性，然后将磁性微纳米粒子添加到液膜材料中。在磁场中，利用磁性微纳颗粒与镀铁机之间的相互磁力，通过肥料颗粒的连续滚动，磁性微纳颗粒自发地向膜壳表面移动，并有规律地排列。膜材料固化后，形成表面微纳凸起结构的超疏水生物基控释肥料。

结果表明，与未改性的生物基控释肥相比，磁性自组装超疏水生物基控释肥的养分控释期延长了约一倍，与大田作物的需肥期同步。同步辐射x射线匹配成像技术显示，水与超疏水生物基控释肥料膜壳之间的界面上有一层空气膜，液态水只与膜壳表面的微纳凸顶接触(面积比10.9%)，由于空气层的存在，空气膜嵌入液态水(面积比)之下，液态水不能直接渗透超疏水生物基控释肥料的膜壳， 但只能以水蒸气扩散的方式缓慢进入肥料，大大改善了这种超疏水生物基控释肥料的养分控释特性。