Gödselmedel med lägre miljöpåverkan och lägre kostnader för jordbrukare utvecklas av forskare vid University of Adelaide vid världs första användningen av det nya avancerade materialet grafen som gödningsmedel.

I samarbete med industrin, forskarna har visat att effektiva långsamma gödningsmedel kan produceras genom att ladda viktiga spårelement på grafenoxidark.

Att använda grafen som bärare innebär att gödningsmedlet kan appliceras mer riktat, med övergripande ökad gödningseffektivitet och stort näringsupptag av växterna. De grafenbaserade bärarna har hittills visats med mikronäringsämnena zink och koppar. Arbetet fortsätter med makronäringsämnen som kväve och fosfat.

"Gödselmedel som visar långsammare, mer kontrollerad utsläpp och större effektivitet kommer att ha minskad påverkan på miljön och lägre kostnader för jordbrukare jämfört med konventionellt gödselmedel, ger betydande potentiella fördelar för både jordbruk och miljö, "säger professor Mike McLaughlin, Chef för University of Adelaides forskningscenter för gödningsmedel vid Waite campus.

"Vår forskning fann att laddning av koppar och zinkmikronäringsämnen på grafenoxidark var ett effektivt sätt att leverera mikronäringsämnen till växter. Det ökade också gödningsmedelsgranulernas styrka för bättre transport och spridningsförmåga."

Professor Dusan Losic, ledare för nanoteknik vid University's School of Chemical Engineering och chef för University's Australian Research Council (ARC) Research Hub för Graphene Enabled Industry Transformation, säger:"Graphene är ett nytt nytt material som endast upptäcktes 2004 och har otroliga egenskaper, inklusive en mycket hög ytarea, styrka och anpassningsförmåga att binda till olika näringsämnen. Vi startade spännande forskning om ett brett spektrum av tillämpningar av grafen för fyra år sedan - det här är första gången grafen har utvecklats som bärare för gödselnäringsämnen. "

Forskningen, utförs av Ph.D. student Shervin Kabiri, har publicerats i tidningen Tillämpade material och gränssnitt . Det är ett samarbete mellan University of Adelaides Fertilizer Technology Research Center och University's Australian Research Council Research Hub for Graphene Enabled Industry Transformation.

Fertilizer Technology Research Center grundades 2007 i samarbete med The Mosaic Company, världens största kombinerade producent av fosfat och kalium, att utveckla och utvärdera effektivare gödselprodukter. Ett nytt femår, 8,5 miljoner dollar samarbetsavtal träffades med The Mosaic Company 2015. Mosaic har en option att licensiera den nya tekniken och undersöker vidare användningen av grafenbaserade material i gödningsmedel.

"Detta årtionde långa partnerskap är ett bevis på universitetets styrka inom detta forskningsområde och vår framgång i samarbetet med industrin för forskningsoversättning som gynnar det bredare samhället, "säger professor Mike Brooks, Biträdande rektorforskning. "Att kombinera växtforskning med vårt nya Graphene Research Hub är ett bra exempel på hur universitetet samlar tvärvetenskapliga team för att leverera innovationslösningar för industrin."

Professor McLaughlin säger:"Det är fortfarande tidiga dagar men det råder ingen tvekan om att gödselmedel med utsläppshastigheter mer skräddarsydda för efterfrågan på grödor, och gödselmedel med större fysisk styrka och robusthet, kommer både att förbättra odlarens effektivitet av gödningsmedel och effektiviteten av näringsupptag.

"Framgångsrik kommersialisering beror på kostnaden för grafen/grafenoxid och möjligheten att skala upp denna process, och integrera det i den kommersiella gödselproduktionsprocessen. "