麻省理工学院的研究人员通过制作喷雾液滴减少损坏，帮助减少径流污染

一支研究人员，包括研究生Maher Damak（左）和机械工程副教授Kripa K. Varanasi，已经找到了一种彻底减少植物的农药液体量的方法。

来自麻省理工学院的研究人员已经找到了一种使杀虫剂粘地留下的方法，而不是蹦蹦跳，有助于减少径流污染。

当农民用杀虫剂或其他治疗喷洒田地时，只有2％的喷雾粘在植物上。它的一部分通常会在植物中反弹，在地面上落地，并成为流向流和河流的径流的一部分 - 通常会导致严重的污染。但是，一支麻省理工学院研究人员旨在解决这个问题。

通过使用两种廉价添加剂的巧妙组合来喷雾，研究人员发现它们可以彻底减少液体的液体量。该研究结果显示在“自然通信”期刊上，副教授克莱帕·瓦拉纳西副教授Kripa Varanasi，研究生Maher Davak，Secoreds Seyed Reza Mahmoudi，以及前博士后MD Nasim Hyder。

以前试图减少这种液滴反弹率依赖于表面活性剂如表面活性剂，Soaplibe化学物质，从而减少液滴的表面张力并导致它们蔓延更多。但测试表明，这仅提供了一个小的改善;在表面张力仍然变化的同时，快速液滴反弹，表面活性剂导致喷雾形成更易于吹走的较小液滴。

新方法采用两种不同的添加剂。喷涂成两个部分，每个部分接收不同的聚合物物质。一个给出解决方案负电荷;另一个导致正面费用。当两个相对电液滴在叶面上相遇时，它们形成亲水性（吸水）“缺陷”，粘在表面上并增加进一步液滴的保留。

麻省理工学院研究人员开发了一种使液滴减少的方法，这可能有助于大幅度减少，当农民喷洒田地时会击落植物的农药液体量。视频：梅兰妮·戈尼克（Melanie Gonick）/麻省理工学院

许多植物的叶子具有疏水性的自然倾向（水排斥），这就是为什么他们经常导致液滴反弹。但在叶子表面上产生这些微小的亲水凸块强烈抵消了该团队的趋势。

当麻省理工学院队开始研究农药径流问题，这是全球主要农业问题的问题，他们很快就意识到，部分原因是较早试图解决问题的有限成功的原因是，液滴弹跳发生如此迅速，在毫秒的问题。这意味着大多数对策，特别是基于化学性质的对策，只是没有时间造成大量差异。“所以我们想，你还能做些什么？瓦拉纳西说，我们开始播放收费互动。“

他们发现两种不同的聚合物添加剂的组合“可以将液滴销”到表面，“并且这一切都发生在散布过程中，”根据varanasi，在液滴开始缩回之前，“在液滴开始时导致其弹跳的缩回。

该项目是与技术和设计的麻省理工学院塔塔中心合作开发的，旨在开发能使印度社区的技术以及整个发展中国家的技术开发技术。喷洒农药通常用对农民背部进行的坦克手动进行，因为农药的成本可以是农民预算的重要组成部分，减少了浪费的金额可以改善小农业业务的整体经济学，而且还减少了土壤和水污染。减少喷雾的农药量也可以减少农民暴露于喷雾化学品。

基于实验室测试，团队估计，新系统可以让农民通过仅使用1/10作为许多农药或其他喷雾来获得相同的效果。而聚合物添加剂本身是天然的和可生物降解的，因此不会导致径流污染。

新方法只需要对农民使用的现有设备进行微小的变化，将农药分成两种流，可以添加每种聚合物的少量。聚合物本身是从可以在本地生产的常见的低成本材料中提取。

“我们可以一次使用正常喷雾器，一次用两个坦克，并将一块材料添加到一个罐和相对的充电的材料上，”Damak说。农民“会像往常一样做一切，只是添加我们的解决方案。”

研究人员还在试验不同的喷雾器设计，可以进一步简化过程，可能会消除对两个单独的罐的需要。

Damak说，下一步是采取在实验室规模上证明的结果，并将它们发展成一个实用的系统，可以轻松在该领域实现，然后对印度的小农场进行真实的测试。团队计划在即将到来的一年进行这些测试。Damak已经穿过印度，目前究竟究竟是小农民如何进行喷洒。“这帮助我看看农场的条件是什么以及他们用于喷涂应用的东西，”他说。

新系统“应该易于实施，它不需要额外的设备，”他说。

除了农药喷涂外，相同的方法可用于其他应用，例如将水喷射到植物中以防止佛罗里达州的地方的霜冻损坏，其中柑橘作物可能会受到霜冻严重损坏，但水供应已经受到限制。

该研究得到了技术和设计的麻省理工学院塔塔中心。

出版物：Maher damak等人，“通过原位降水增强液滴沉积”，自然通信7，物品编号：12560; DOI：10.1038 / ncomms12560