乡村振兴:兼具超疏水与辐射保温功能农用复合纤维膜的研制及应用

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农用膜因其增温保墒的独特优势可有效抵消农业冬季低温和水分缺乏的限制因素,为世界农业生产、作物栽培和粮食增产做出了突出贡献。然而,传统的农用膜主要是聚乙烯和聚氯乙烯等塑料膜,因塑料高分子在自然条件下难以降解,残留在土壤中的废旧塑料农膜将严重危害农作物根系生长和土壤生态系统健康。因此,为从根源减少残膜所带来的污染,开发可降解塑料替代农膜的研究迫在眉睫。基于此背景,本作品以可降解的植物纤维素为基础,通过共混技术将具有高长径比的银纳米线掺杂其中,形成具有可控的隔热和抗菌性能的可降解的复合纤维素膜。相比于传统的农用塑料薄膜,在极端寒冷环境下,所制备的银纳米线修饰的复合纤维素膜能在低压下快速响应产生焦耳热,并降低其散热速率,避免农作物冻伤或死亡。在抗菌测试中,复合纤维素膜表现抑菌和杀菌的双重作用,表明能够抵抗来自外界的细菌为农作物提供一个安全健康的环境。因此,所制备的兼具抗菌与保温双功能农用纤维素膜的纤维素基薄膜在可降解替代农膜中显示了很好的应用前景,不仅有效缓解当下废旧塑料基农膜的污染问题,也符合节能减排下的农业可持续发展需求。