Applications and future potential of nano clay polymer composites in agriculture

方法

综述蒙脱石等纳米黏土与聚合物复合的结构及农业应用。

发现

NCPC可作土壤改良剂和智能肥料载体，实现养分缓释并提高利用率。

机会点

可降解聚合物体系、规模化合成及长期田间安全评估是待填补的研究空白。

纳米技术作为提高作物生产力、环境可持续性和资源效率的革命性策略正展现出广阔前景。纳米黏土聚合物复合材料（NCPCs）因其独特的理化特性和广泛的农业应用而在先进纳米材料中引起了相当大的关注。蒙脱石、膨润土和海泡石是纳米黏土的典型代表，它们属于层状硅酸盐矿物，具有大比表面积、纳米级尺寸和强吸附能力。当将其整合到聚合物基质中时，可形成具有增强的机械强度、热稳定性和阻隔性能的杂化材料。水、养分和农用化学品通过纳米黏土层状结构所形成的曲折扩散路径流动，从而实现调控和缓释。根据在聚合物基质中的分散方式，NCPCs可具有相分离、插层或剥离结构；其中剥离型结构性能更优。在农业应用中，NCPCs可作为土壤调理剂、智能肥料载体和植物保护递送系统。它们改善土壤团聚体形成、增强保水性并提高养分有效性，尤其在粗质地土壤中效果显著。纳米肥料促进养分的同步释放，提高养分利用效率，同时最大限度地减少淋溶和挥发损失。新兴应用包括递送核酸用于植物病害管理、抗菌作物保护以及增强生物有效性和土壤生物活性的微量营养元素纳米复合物。总体而言，NCPCs为可持续和精准农业提供了一条有前景的路径。未来研究应侧重于开发可生物降解聚合物体系、优化可规模化合成方法、开展长期田间评估以及建立监管框架，以促进其安全农业应用。