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黄蜡成分,黄蜡胶带布作用是什么

2023-12-09 19:33 作者:岑岑 围观:

天然激发涂蜡黄麻袋减少https://www.nature.com/articles/s41598-021-94885-z.采后贮藏损失

第一作者:Kennedy Odokonyero、小王茂林·加洛通讯员:Himanshu Mishra通讯单位:科学报告研究重点:

用碱和蜡对黄麻袋进行表面微观结构和化学成分改性,使黄麻袋成为具有明显防水效果的织物。

防水涂蜡麻袋(WC JBs)

可广泛应用于粮食储藏。

成就简介

收获后的储粮对于粮食和饲料储存以及促进种子播种都是非常重要的。黄麻织物具有机械强度和环保性,但它的亲水性被证明是它的致命弱点。如果相对湿度增加和/或降水,黄麻会变湿,这将增加储存种子的含水量,导致真菌生长。这会降低种子的寿命、生存力和营养价值。然而,我们研究的储存在涂蜡黄袋(WC JBs)中的种子表明,储存在普通黄袋(C JBs)中的种子水分含量低7.5-4%,储存在WC JBS中的种子发芽率比CJBs高35-12%,真菌的繁殖速度也较慢。因此,种子可以储存更长的时间,这种受大自然启发的涂蜡黄袋(WC JBs)可以帮助减少发展中国家粮食的收获后损失,在这些国家,涂蜡黄袋(WC JBs)被广泛用于粮食储存。

要点1:涂蜡麻袋(WC JBs)是防水的。

我们的研究表明,通过用碱进行化学处理,然后用石蜡进行表面涂覆来生产疏水性WC JBs的简单表面处理方案是廉价且容易获得的。

图1黄麻表面处理工艺示意图

涂蜡后,用SEM对黄麻的表面形貌进行了表征,结果表明,CJBs中的纤维表面光滑,而WC JB中的纤维表面粗糙(图2)。与CJB纤维(图2A-C)相比,WCJB纤维(图2D-F)之间的间隙减小,因为蜡涂层倾向于粘合相邻的纤维。此外,经过碱处理和蜡涂层后,WC JB(图2D)的纤维比CJBs(图2A)的纤维更膨胀。

图2有代表性的扫描电镜观察(CJBs)和蜡包黄麻麻袋(WC JBs)的黄麻纤维表面形态。

当将-8 μ L水滴置于CJBs中时,它们在≤ 2 min内逐渐渗透到纤维中(图3A,C,E)。然而,事实表明,水滴在蒸发超过3小时后仍然不能渗透,WC JB显著排斥水滴(图3B、D、F)。此外,当cjb和WC JBs暴露于模拟降雨时,cjb通过撞击收集的水滴而变湿(电影1)。相比之下,水滴只在撞击时卷起WC JB,从而防止积水(电影2)。30秒时水滴开始渗入CJBs,而水滴无法渗入WC JBs (A,b)。在1分钟内,CJBs表现出显著的润湿,相反,水滴没有铺展WC JBs (C,d)。从2分钟开始,水滴被CJBs完全吸收,而WC JBs上的水滴在超过3小时后无法渗透(e,f)。(注:我们在水中加入染料是为了视觉上的帮助;没有染料的实验得到了同样的结果)。

图3显示了典型的照片(cjb)和涂蜡的黄袋(WC JBs ),用于控制黄袋随时间的润湿。

要点二:涂蜡麻袋(WC JBs)储存种子时间长。

在比较润湿行为后,我们认为WC JB应该具有更好的潜力来保护储粮免受湿度比CJBs的影响。在21.6±0.5°C:55%、75%和98%的三种不同相对湿度条件下,将东亚飞蝗的谷粒储存在WC JB和CJBs(对照组)中。储藏前小麦的SMC为7.1%。在研究过程中,我们每三天对储存谷物的袋子的质量变化进行量化,并在袋子上寻找水分积累、湿度和真菌(霉菌)生长的迹象(图4,图S1)。

小麦种子贮藏2个月后黄袋吸湿量和含水量。

要点3:储存在涂蜡麻袋(WC JBs)中的种子含水量低。

对于55% RH处理,WCJB+谷物系统吸收的总水分比对照低46%(图4a)。储存在WCJBs中的谷物的SMC从7.1%增加到7.5%,而储存在CJBs中的SMC从7.1%增加到14.9%(图4B)。至关重要的是,CJBs比WC JBs吸收了超过12倍的水,因此它们作为水库中的水倒入储存的谷物中。接下来,对于75% RH处理,WCJB+的粒子系统比对照组低32%,存储在WCJB中的粒子的SMC从7.1%增加到11%,而粒子的SMC增加。CJBs增至17%。最后,对于98% RH处理,WC JB+粮食系统的总吸水率比对照组低45%,储存在WC JB中的粮食的SMC增加到26%,而对照组增加到32%。这些结果表明,当[数学处理误差] ≤ 75% RH时,WC JBs比C JBs对储存的谷物提供更好的保护。

要点4:涂蜡的麻袋(WC JBs)可以抑制真菌的生长。

由于其防水性,在不同相对湿度条件下储存期间,WCJBs从空 gas中吸收的水分比CJBs少。对于相对湿度为55%的处理,我们没有在WCJBs或CJB的袋子或颗粒上观察到任何真菌和霉菌的迹象(图5A,D)。对于75%相对湿度处理,WCJBs和储存的谷物显示没有霉菌生长,而CJBs和储存的谷物在研究结束时显示有水分和真菌生长(图5B,E)。在研究结束时,在WCJBs上出现了冷凝水的微小水滴,这是疏水表面所预期的,但是水滴没有被吸收到袋的表面54中。对于相对湿度为98%的处理,WCJBs和CJBs以及储存的谷物显示水分和真菌生长(图5C,F)。2周后,在WCJBs上出现凝结的水滴(图5F中的插图)。随着它们变大,许多水滴滚出表面。储藏在WCJBs中的谷物上的真菌增殖不如储藏在CJBs中的谷物上的明显。麦粒CJB;在55%相对湿度(a)、75%相对湿度(b)和98%相对湿度(c)下;WCJBs和小麦种子储存在55%相对湿度(D)、75%相对湿度(E)和98%相对湿度(F)下。红色箭头表示真菌(霉菌)的生长。当相对湿度为55%时,尽管WCJBs和CJBs种子的含水量分别从7.1%增加到7.5%和14.9%,但WCJBs和CJBs种子均不受水分和真菌生长的影响。当相对湿度为75%时,WCJBs也表现良好。然而,储存在相对湿度为75%的CJBs中的谷物显示出真菌生长的迹象。当相对湿度为98%时,WCJBs、CJBs及其储存的粮食均出现水分和真菌生长(暗灰色斑点)。(f)中的插图显示了储存第三周期间WCJBs上的积水。

图5涂蜡麻袋(WCJBs)和对照麻袋(CJB)以及在不同相对湿度(RH)下储存8周后储存的小麦颗粒的照片。

要点5:涂蜡麻袋(WC JBs)可以提高种子的发芽率。

在我们两个月的研究之后,为了进一步探索储藏对种子健康的影响,我们使用以下公式来研究种子的发芽效率:

图6在不同相对湿度(RH)下,在培养皿上储存在对照麻袋(CJBs)和涂蜡麻袋(WCJBs)中8周的小麦种子的种子萌发。(a)在播种后7天内监测种子萌发模式,和(b)将种子萌发储存在相对湿度为55%、75%和98%的对照麻袋和WCJBs中。

总结

利用各种动植物的拒水原理,发展分离净化技术、海水淡化技术、空化学缓解技术、水下空气体无涂层拦截技术,生产超级拒水棉。然而,它们在农业工程和技术中的应用仍然有限。这项概念验证研究表明,WCJBs可以显著延长种子在低RH条件下的货架期和发芽效率,并有助于提高种子在高RH条件下的抗压能力。

参考资料:

肯尼迪·奥多科涅罗、小王茂林·加洛在一篇文章中介绍了受自然启发的涂蜡麻袋,用于减少收获后的储存损失。科学,2021 . https://www . nature . com/articles/s 41598-021-94885-z

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