| 산둥농업대, 마이크로나노급 "공기코트"로 비료의 영양분 방출조절 특성 향상시켜 | ||
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 최근 산둥농업대학 토양비료자원고효율이용 국가공정실험실 양웨차오(楊越超) 연구팀은 연잎 특유의 초소수성(superhydrophobicity) 마이크로나노급 돌기구조(raised structure) 모방과 자성 자기조립 방법으로 "공기코트(Air coat)"로 피복된 초소수성 바이오 기반 방출조절비료를 제조함으로써 영양분 방출조절기를 약 1배 향상시켰다. 해당 성과는 "ACS Nano"에 게재되었다. 가격이 저렴하고 재생 가능한 천연 바이오 기반 원료(예를 들어 농작물, 짚, 식물녹말 등)를 이용한 바이오 기반 막피복 방출조절비료 제조는 세계적인 추세이다. 하지만 대량의 흡수되기 쉬운 친수기(hydrophilic group)를 함유하고 있는 상기 원료로 제조한 방출조절비료는 영양분 방출조절 성능이 요구에 미달하고 작물의 장기적 영양분 수요를 만족시키기 어렵다. 연구팀은 돼지기름을 원료로 이용해 먼저 자성 마이크로나노입자를 초소수성 개질한 다음 액체상태 막재료에 첨가했다. 그 다음 자기장에서 자성 마이크로나노입자와 철제 피막기의 상호 자기(magnetic) 작용을 이용함과 아울러 비료입자를 끊임없이 구을리는 방법을 통해 자성 마이크로나노입자 스스로 막표면으로 이동해 규칙적으로 배열되게 하였다. 최종적으로 막재료가 고화되면 표면에 마이크로나노입자 돌기구조를 보유한 초소수성 바이오 기반 방출조절비료를 형성할 수 있다. 자성 자기조립형 초소수성 바이오 기반 방출조절비료는 개질을 거치지 않은 바이오 기반 방출조절비료에 비해 영양분 방출조절기를 약 1배 향상시킴으로써 밭작물 비료 시비기와의 일치를 달성했다. 싱크로트론 방사를 이용한 X선 위상 콘트라스트 이미징 기술로 검사한 결과, 물과 초소수성 바이오 기반 방출조절비료막의 계면에는 한 층의 공기막이 존재했다. 액체상태 물은 막표면의 마이크로나노급 돌기 정단과만 접촉했는데 그 접촉면적이 전체 면적에서 차지하는 비율은 10.9% 밖에 안 된다. 공기막은 액체상태 물의 아래쪽으로 섭입되고 전체 면적에서 차지하는 비율은 89.1%이다. "공기코트" 존재로 액체상태 물은 초소수성 바이오 기반 방출조절비료막을 직접적으로 침윤시킬 수 없고 다만 수증기 확산 방식으로 느리게 비료에 스며든다. 이로써 동일 유형 초소수성 바이오 기반 방출조절비료의 영양분 방출 조절 특성을 대폭 향상시켰다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-04/10/content_418972.htm?div=-1 |
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