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麻省理工学院的研究人员通过减少喷雾液滴来帮助减少径流污染

<p>包括研究生Maher Damak(左)和机械工程副教授Kripa K Varanasi在内的一组研究人员已经找到了一种方法,可以大幅减少从植物身上反弹的农药液量</p><p>麻省理工学院的研究人员找到了一种方法杀虫剂粘在叶子上而不是反弹,有助于减少径流污染当农民用农药或其他处理方法喷洒农田时,只有2%的喷雾粘在植物上</p><p>其中很大一部分通常会从植物上反弹,落在植物上</p><p>地面,并成为流向溪流和河流的径流的一部分 - 经常造成严重污染但麻省理工学院的研究人员团队旨在解决这个问题</p><p>通过巧妙地将两种廉价添加剂组合到喷雾中,研究人员发现它们可以彻底减少反弹的液体数量研究结果发表在Nature Communications杂志上,机械工程副教授的论文中Eri Kripa Varanasi,研究生Maher Damak,研究科学家Seyed Reza Mahmoudi和前博士后Md Nasim Hyder先前尝试降低这种液滴反弹速度依赖于表面活性剂,肥皂类化学物质等添加剂,可降低液滴的表面张力并导致它们传播更多但是测试表明这只能提供一点点改进;当表面张力仍在变化时,快速的液滴反弹,表面活性剂使喷雾形成更小的液滴,更容易被吹走</p><p>新方法使用两种不同的添加剂喷雾分为两部分,每部分接收不同的聚合物物质给溶液带负电荷;另一个引起正电荷当两个带相反电荷的液滴在叶子表面相遇时,它们形成一个亲水的(吸水的)“缺陷”,粘附在表面上并增加其他液滴的保留</p><p>麻省理工学院的研究人员开发了一种方法减少弹性,这有助于大大减少农民喷洒田地时反弹植物的农药液量视频:Melanie Gonick / MIT许多植物的叶子具有疏水性(防水)的自然倾向,这就是为什么他们经常会让水滴反弹但是在叶子表面形成这些微小的亲水性凸起有力地抵消了这种趋势,研究小组发现当麻省理工学院的团队开始研究农药径流问题时,他们很快意识到这一部分是世界范围内的主要农业问题</p><p>早期尝试解决这个问题的成功有限的原因是液滴弹跳发生得如此之快,毫无疑问这意味着大多数对策,特别是基于化学特性的对策,没有时间做出很大的改变“所以我们想,你还能做些什么</p><p>我们开始玩电荷相互作用,“瓦拉纳西说他们发现两种不同聚合物添加剂的组合”可以将液滴“固定”到表面,这一切都发生在它扩散的时候,“在液滴开始之前根据瓦拉纳西的说法,该项目是与麻省理工学院塔塔技术与设计中心合作开发的,该项目旨在开发能够使印度以及整个发展中国家的社区受益的技术在那里喷洒杀虫剂</p><p>通常用农民背上的坦克手动完成,因为农药的成本可能是农民预算的重要组成部分,减少浪费的数量可以提高小农业的整体经济效益,同时减少土壤和水资源污染减少喷洒的农药量也可以减少农民对喷雾化学品的暴露通过实验室测试,该团队估计新系统可以通过仅使用1/10的农药或其他喷雾使农民获得相同的效果</p><p>聚合物添加剂本身是天然的和可生物降解的,因此不会对径流产生影响污染新方法只需对农民使用的现有设备进行微小改动,将农药分成两股,每种聚合物中加入少量的聚合物</p><p>聚合物本身是从可生产的普通低成本材料中提取的本地 “我们可以使用普通的喷雾器,一次装两个水箱,然后在一个水箱中添加一种材料,向另一个水箱添加相反的材料,”Damak说农民“会像往常一样做,只需添加我们的解决方案”研究人员他们也正在尝试不同的喷雾器设计,可以进一步简化工艺,可能无需使用两个独立的水箱Damak说,下一步是采用已经在实验室规模上展示的结果,并将其发展成一个实用的系统,可以很容易地在现场实施,然后在印度的小农场进行实际测试团队计划在来年进行这些测试Damak已经走遍了印度,看看小农正在进行喷洒目前“这帮助我了解农场的条件以及它们用于喷涂应用的条件,”他说,新系统“应该易于实施,而且它不会需要额外的设备,“他说除了农药喷洒外,同样的方法在其他应用中也很有用,例如在植物上喷洒水以防止佛罗里达州的霜冻损坏,因为柑橘类作物可能因霜冻而严重受损但供水已经受到限制该研究得到麻省理工学院塔塔技术与设计出版中心的支持:Maher Damak等人,“通过原位沉淀增强液滴沉积”,Nature Communications 7,文章编号:12560; doi:101038 / ncomms12560来源:

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