??發(fā)展一次施肥、省工省時(shí)的包膜控釋肥料，可以促進(jìn)糧食的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。利用價(jià)格低廉、可再生的天然生物基原料，制備生物基包膜控釋肥料，成為控釋肥料研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。目前，農(nóng)作物秸稈、植物淀粉等一系列天然生物基原料已被開(kāi)發(fā)利用。但是這些原料易吸水、難成膜，制備的控釋肥料養(yǎng)分控釋性能差（小于1個(gè)月），難以滿足作物對(duì)養(yǎng)分的長(zhǎng)效需求。

　　近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室楊越超課題組，仿造“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”的荷葉特有超疏水微納米級(jí)凸起結(jié)構(gòu)，利用磁性自組裝的方法制備了包覆“空氣外衣”的超疏水生物基控釋肥料。該工作使用豬油作為原料，首先對(duì)磁性微納米粒子進(jìn)行超疏水改性，然后將磁性微納米粒子加入液態(tài)膜材中，在磁場(chǎng)中利用磁性微納米粒子與鐵質(zhì)包膜機(jī)的相互磁力作用，通過(guò)肥料顆粒的不斷滾動(dòng)，磁性微納米粒子自發(fā)移動(dòng)到膜殼表面，有規(guī)律進(jìn)行排布，在膜材固化之后，形成表面具有微納米凸起結(jié)構(gòu)的超疏水生物基控釋肥料。

　　研究領(lǐng)導(dǎo)小組的楊越超教授和博士研究生解加卓說(shuō)到，相比未改性的生物基控釋肥料，磁性自組裝型超疏水生物基控釋肥料，其養(yǎng)分控釋期提高了1倍左右（超過(guò)100天，與大田作物需肥期同步）。通過(guò)同步輻射X射線相稱(chēng)成像技術(shù)表明，水和超疏水生物基控釋肥料膜殼界面處存在一層空氣膜，液態(tài)水僅與膜殼表面的微納米級(jí)凸起頂部接觸(面積占比10.9%)，空氣膜被嵌入到液態(tài)水下方(面積占比89.1%)。由于“空氣外衣”的存在，液態(tài)水不能直接浸潤(rùn)超疏水生物基控釋肥料膜殼，只能以水蒸氣擴(kuò)散的方式緩慢進(jìn)入肥料，極大提高了該類(lèi)超疏水生物基控釋肥料的養(yǎng)分控釋特性，揭示了空氣膜延緩水分進(jìn)入膜內(nèi)和養(yǎng)分溶出膜外的機(jī)理。并且利用磁性自組裝制備超疏水材料的方法，不僅可應(yīng)用于超疏水控釋肥料的制備，還可廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如緩釋藥物、沙漠集水器、自清潔涂料等，具有廣泛的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

　　研究成果已發(fā)表在ACS Nano期刊，論文通訊作者為楊越超教授，第一作者為博士研究生解加卓。該工作得到美國(guó)Florida大學(xué)和上海光源等單位的大力支持。楊越超教授作為國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，在新型控釋肥料研發(fā)及生物基控釋膜材改性機(jī)理方面，取得了一系列突破性研究成果，目前已在“ACS Nano”，“ACS Applied Materials & Interfaces”等國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表SCI論文40余篇。

參考文獻(xiàn)：

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsnano.8b09197

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsami.7b02244