鲁尔大学波鸿分校 德国农田获得的肥料往往远远超过实际需要
功劳:罗伯托·席德瓦恩 在德国,硝酸盐污染的限值一再被超过,部分原因是土壤中的肥料
生物聚合物会有所帮助
工程师们设计了一种方法,将肥料更有针对性地施用于农业土壤
在这个过程中,肥料被包裹在生物聚合物泡沫中,从泡沫中可以连续释放
RUB的科学杂志Rubin上发表的一篇文章概述了这项技术
该项目由苏拉史密斯·弗里德里希教授领导的过程技术虚拟化研究小组实施,并嵌入到由波鸿鲁尔大学过程技术主席、弗劳恩霍夫大学校长埃克哈德·怀德纳教授团队开展的研究活动中,这些研究活动侧重于通过循环经济负责任地使用聚合物
公共卫生
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学生戴安娜·凯迪测试了两种方法,使她能够在生物聚合物泡沫中嵌入含氮物质——在这些测试中是尿素
“为了控制释放模式,我们必须专门为肥料建立一个载体矩阵,”她解释说
“因为我们想防止胶囊材料污染土壤,所以这种材料最好是可生物降解的
“因此,她使用一种由聚乳酸制成的生物聚合物泡沫,简称PLA,可以从玉米或甘蔗中提取
封装的肥料最终以碎片的形式出现,类似于今天在许多运输纸箱中取代聚苯乙烯泡沫塑料的包装碎片
确保低温 “生产聚乳酸和尿素的多孔复合材料的最大挑战是:我们必须在不热分解尿素的情况下加工生物聚合物,”戴安娜·凯迪概述道
尿素在130摄氏度左右熔化,而聚乳酸在常压下在140到170摄氏度熔化,这取决于类型
然而,如果气体压力增加,熔化温度降低
戴安娜·凯迪的实验表明,根据聚乳酸的类型,加工生物聚合物需要200到350巴的二氧化碳压力
聚乳酸然后在130摄氏度以下熔化,因此低于尿素的熔化温度
此外,研究人员使用了第二种方法,即所谓的气体反溶剂过程,其中所需的温度仅为40摄氏度,压力在100至180巴之间
尿素逐渐释放 结合这两种工艺,戴安娜·凯迪生产了聚乳酸和尿素的复合材料
然后她展示了含氮物质从聚乳酸泡沫中释放出来的两个小时内,当持续冲刷
研究人员解释说:“如果没有封装,整个测试装置中的尿素将在两分钟内释放出来。”
“因此,我们可以通过封装大大延长发布时间
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