Смазка на растительной основе превосходит тальк и микропластик, предлагая нетоксичную альтернативу для распространения семян

от

Исследователи разработали новый класс нетоксичных биоразлагаемых твёрдых смазок, которые можно использовать для облегчения распространения семян с помощью современного сельскохозяйственного оборудования. Цель — заменить существующие смазки, которые представляют опасность для человека и окружающей среды.

Статья под названием «Graph Theory Based Bioderived Solid Lubricant» [опубликована](https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(25)00517-X) в журнале Matter.

Исследователи также разработали аналитическую модель, которая может быть использована для оценки материалов-кандидатов для будущих технологий производства смазок.

Современные проблемы сельского хозяйства

Современное сельское хозяйство использует различные машины для точного и эффективного посева семян в почву. Однако бывает трудно предотвратить засорение семян в этих машинах.

Чтобы семена могли беспрепятственно перемещаться, фермеры используют твёрдые смазки, которые предотвращают их слипание. К сожалению, в коммерческих смазках используются тальк или микропластик, которые могут представлять угрозу для фермеров, сельскохозяйственных угодий и опылителей.

«Смазки необходимы для современного сельского хозяйства, но существующие подходы способствуют появлению токсичности на наших сельскохозяйственных угодьях, что влияет на здоровье фермеров, здоровье почвы и опылителей, которые имеют важное значение для нашего продовольственного снабжения», — говорит Дхануш Удаяшанкара Джамадгни, соавтор статьи и аспирант Университета штата Северная Каролина.

«Мы разработали новый класс безопасных твёрдых смазок, которые эффективны и нетоксичны», — добавляет Мартин Туо, соавтор статьи и профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Северная Каролина.

Новая смазка на растительной основе

Новая смазка получена из целлюлозы — биоразлагаемого растительного материала. Она состоит из миллионов крошечных волокон длиной 0,2–2 миллиметра и толщиной 10–40 микрон. Поверхность этих волокон покрыта гидрофобными частицами, которые отталкивают воду.

Когда эта смазка смешивается с семенами, она уменьшает трение двумя способами:
* Поверхность волокон более гладкая, чем поверхность семян. Волокна проскальзывают между семенами, уменьшая механическое трение, которое возникает, когда семена трутся друг о друга.
* Гидрофобные частицы на поверхности волокон отталкивают воду, адсорбированную на поверхности семян, делая волокна ещё более скользкими. Это позволяет семенам проходить через сельскохозяйственное оборудование без заедания или скопления.

В ходе испытаний и полевых испытаний с семенами кукурузы и сои новая смазка показала себя как минимум в пять раз лучше, чем лучшие коммерческие смазки на основе талька, и в 25 раз лучше, чем смазки на основе микропластика.

«Новая смазка превосходит коммерческие смазки ещё больше при использовании более мелких семян, таких как горчица и канола, или при высокой влажности», — говорит Удаяшанкара Джамадгни.

Преимущества новой смазки

Исследователи обнаружили дополнительное преимущество, которого не ожидали:
* Большинство семян, используемых в сельском хозяйстве, покрыты тонким слоем питательных веществ и пестицидов. При посадке с использованием обычных смазок часть этого покрытия стирается. Кусочки покрытия семян, которые стираются, выбрасываются в выхлопную систему посадочной техники, создавая токсичное облако, которое представляет опасность для опылителей, птиц и фермеров.
* Новая смазка на основе целлюлозы значительно уменьшает эту проблему — очень мало покрытия семян стирается.

Кроме того, исследователи обнаружили, что они могут фильтровать целлюлозно-производные волокна из вакуумной системы, используемой в сельскохозяйственной технике для посева семян. Это означает, что в окружающую среду попадает очень мало самой смазки — и её можно использовать повторно или правильно утилизировать.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте