石墨烯小知识之石墨烯在农业中的应用

石墨烯是由单层碳原子层构成的蜂窝状晶格二维原子晶体，厚度为0.335 nm，具有强度最高、重量最轻、韧性最强、透光率最好、导电导热性最佳等特性，被誉为21世纪最具颠覆性的“新材料之王”。石墨烯在生物医药、电子器件、电池电容器、航空航天以及军工等众多领域具有广阔的应用前景，随着石墨烯相关产业的不断发展，石墨烯在农业中的应用研究也不断被挖掘，科学成果逐渐走进人们的视野，惠及百姓日常生活。

石墨烯在农业中的应用范围非常广，涵盖了传感器、农药、肥料、保鲜剂、吸附剂、电热膜/板以及塑料薄膜等方面，具体应用如下：

一、石墨烯传感器可用于采集空气温湿度、土壤温湿度等周边环境参数，形成优化生长环境和生长方法的关键信息，满足智慧农田的管理需求；将多孔石墨烯材料用于修饰工作电极，构建电化学酶生物传感器，用于检测农药残留，保障农产品食用安全。

二、基于石墨烯的抑菌性以及石墨烯与传统农药的协同抑菌机制，开发的绿色、高效石墨烯农药应用于农业病害防治领域，可减少传统化学农药的用量，实现农业可持续绿色发展。

三、肥料中添加石墨烯纳米材料，能够增加土壤的黏粒含量，改善土壤质地，提高土壤对养分元素的吸持力，从而有效控制养分地上挥发、地表径流和深层渗漏的损失；同时能够改善土壤的电化学性质，促进根系吸收养分，从而提高肥料利用率，减少农业面源污染，最终起到节肥增效作用。

四、石墨烯保鲜剂用于花卉业，能够克服市面上已有鲜切花保鲜剂的不足，是一种杀菌强、成本低、能显著延长鲜切花瓶插时间的无毒、无害及高效的鲜切花保鲜剂，不仅延长了花期，还使鲜切花具有较高的观赏性。

五、石墨烯纳米材料在农业污染物吸附和净化中也是有卓越的作用，特别是对水体中农药和重金属污染，吸附力强，在替代传统的吸附剂方面展现良好的应用前景。

六、石墨烯电热膜/板在农业中的应用领域涵盖蔬菜大棚、花卉栽培、农林育苗、土壤保温、雏鸡孵化、特种水产养殖等产业，利用其电热转化率高、升温速度快、无污染以及远红外热辐射的优势，能够促进植物幼苗和畜禽水产的生长及发育。

七、石墨烯光谱棚膜能够增强植物光合作用，石墨烯地膜既保温又散热，二者作为石墨烯复合塑料薄膜应用于农业兼具具有杀菌、防虫、防病功能，同时能够显著改善塑料薄膜的韧性、抗刺穿度、拉伸性等，延长膜的使用寿命，缓解大范围使用过程中的污染问题。

广州承压院国家石墨烯产品质量监督检验中心（广东）配备了专业的人才团队及先进的设备资源，为石墨烯农业科技的质量评价、标准研制、技术研发等提供服务，助力实现石墨烯现代化新技术在美丽乡村建设中的重要应用，提升农业产业综合竞争力以及农业现代化水平。