I granuli fertilizzanti a lenta cessione con zinco caricati su fogli di ossido di grafene. Credito:Università di Adelaide
I ricercatori dell'Università di Adelaide stanno sviluppando fertilizzanti con un minore impatto ambientale e costi ridotti per gli agricoltori nel primo utilizzo al mondo del nuovo materiale avanzato grafene come vettore di fertilizzante.
In collaborazione con l'industria, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile produrre fertilizzanti efficaci a rilascio lento caricando elementi in traccia essenziali su fogli di ossido di grafene.
L'uso del grafene come vettore significa che i fertilizzanti possono essere applicati in modo più mirato, con una maggiore efficienza complessiva dei fertilizzanti e un grande assorbimento di nutrienti da parte delle piante. I vettori a base di grafene sono stati finora dimostrati con i micronutrienti zinco e rame. Il lavoro continua con i macronutrienti come azoto e fosfato.
"Concimi che si mostrano più lentamente, un rilascio più controllato e una maggiore efficienza avranno un impatto ridotto sull'ambiente e costi inferiori per gli agricoltori rispetto ai fertilizzanti convenzionali, apportando significativi benefici potenziali sia per l'agricoltura che per l'ambiente, "dice il professor Mike McLaughlin, Direttore del Centro di ricerca sulla tecnologia dei fertilizzanti dell'Università di Adelaide presso il campus di Waite.
"La nostra ricerca ha scoperto che caricare micronutrienti di rame e zinco su fogli di ossido di grafene era un modo efficace per fornire micronutrienti alle piante. Ha anche aumentato la forza dei granuli di fertilizzante per una migliore capacità di trasporto e diffusione".
Immagine grafica di (a) zinco e (b) rame su fogli di ossido di grafene. Credito:Università di Adelaide
Professor Dusan Losic, leader delle nanotecnologie nella School of Chemical Engineering dell'Università e direttore del Research Hub dell'Australian Research Council (ARC) dell'Università per la trasformazione dell'industria abilitata dal grafene, afferma:"Il grafene è un nuovo materiale scoperto solo nel 2004 e ha proprietà incredibili, compresa una superficie molto elevata, forza e adattabilità a legarsi a diversi nutrienti. Abbiamo iniziato una ricerca entusiasmante su un'ampia gamma di applicazioni del grafene quattro anni fa:questa è la prima volta che il grafene viene sviluppato come vettore per i nutrienti dei fertilizzanti".
La ricerca, svolto da Ph.D. studente Shervin Kabiri, è stato pubblicato sulla rivista Materiali applicati e interfacce . Si tratta di una collaborazione tra il Fertilizer Technology Research Center dell'Università di Adelaide e l'Australian Research Council Research Hub dell'Università per la trasformazione dell'industria abilitata dal grafene.
Il Fertilizer Technology Research Center è stato istituito nel 2007 in collaborazione con The Mosaic Company, il più grande produttore combinato di fosfati e potassa al mondo, sviluppare e valutare prodotti fertilizzanti più efficienti. Un nuovo quinquennio, Nel 2015 è stato raggiunto un accordo di partnership da 8,5 milioni di dollari con The Mosaic Company. Mosaic ha un'opzione per concedere in licenza la nuova tecnologia e sta ulteriormente esaminando l'uso di materiali a base di grafene nei fertilizzanti.
"Questa partnership decennale testimonia la forza dell'Università in quest'area di ricerca e il nostro successo nella collaborazione con l'industria per la traduzione della ricerca a vantaggio della comunità più ampia, "dice il professor Mike Brooks, Vice Cancelliere Ricerca. "La combinazione della ricerca sugli impianti con il nostro nuovo Graphene Research Hub è un ottimo esempio di come l'Università riunisce team interdisciplinari per fornire soluzioni innovative per l'industria".
Il professor McLaughlin afferma:"Siamo ancora agli inizi, ma non c'è dubbio che i fertilizzanti con tassi di rilascio più adeguati alla domanda delle colture, e fertilizzanti con maggiore forza fisica e robustezza, migliorerà sia l'efficienza dell'applicazione del fertilizzante da parte dei coltivatori sia l'efficienza dell'assorbimento dei nutrienti.
"Il successo della commercializzazione dipenderà dal costo del grafene/ossido di grafene e dalla capacità di aumentare questo processo, e integrarlo nel processo di produzione di fertilizzanti commerciali".
