作者:Kripa K. Varanasi 来源:《自然—通讯》 发布时间:2016/9/14 10:15:54
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电荷作用让农药滴液“钉”在叶面

 

当农民喷洒杀虫剂或其他药物时,其中只有2%能喷射在植物上。反而最主要的部分往往脱离植物,落在土地上或者变成径流的一部分,导致了严重的污染。美国麻省理工学院(MIT)一个团队的目标就是解决这个问题。

巧妙地向喷洒物中加入两种廉价的聚合物添加剂,研究者发现可以大量减少反弹的液体量。该研究成果发表在《自然—通讯》上。

以前人们依赖像表面活性剂之类的添加物、类皂化学物等,试图减少液滴反弹率。但测试表明,这种办法只能提供小改善,滴液快速反弹,但表面张力仍在变化,而且表面活性剂导致喷洒物形成更小、更容易被吹散的液滴。

新的研究办法则利用两种不同类型的添加剂,将喷洒物分成了两部分,各接收不同的聚合物质。一种为正电荷,一种为负电荷。当带相反电荷的液滴在叶片表面相遇时,它们形成亲水性“缺陷”,可贴在表面,增加滴液的保持力。

许多植物叶子具有自然的疏水性,这也是它们反弹滴液的原因。但MIT研究团队发现,在叶面上增加微小的亲水碰撞,可以强烈抵消这种倾向。

“我们开始尝试电的相互作用。”机械工程副教授Kripa Varanasi说道。他们发现两种不同的添加剂组合能把滴液“钉”在叶面,而且一切发生在喷洒的时间里,就在滴液开始回缩反弹之前。

新办法只需要对农民使用的现有装备进行轻微改变。根据实验室测试,研究团队估计这可使农民仅仅以1/10的农药量就能获得同样的效果。而且聚合物添加剂本身是天然的、可生物降解的,不会为径流污染再添麻烦;也是普通的低成本材料,可在当地生产。

“同时用两罐普通的喷雾器,一罐加入一种物质,另一罐加入相反电荷的物质。农民就像平时那样操作。”研究生Maher Damak说道。研究人员也在尝试不同的喷雾器设计,希望进一步简化过程,不再需要两个独立的罐子。

下一步,研究团队希望把实验室结果开发成可在田地里轻松实践的实用系统,再在印度的小型农场试验。“我看到了农场是什么样的条件,农民怎么利用喷洒设备。”Damak已经走遍印度调研过小农户目前如何进行农药喷洒。(来源:科学网 王方编译)

 
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