RO134868A2 - Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora - Google Patents
Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora Download PDFInfo
- Publication number
- RO134868A2 RO134868A2 RO201900693A RO201900693A RO134868A2 RO 134868 A2 RO134868 A2 RO 134868A2 RO 201900693 A RO201900693 A RO 201900693A RO 201900693 A RO201900693 A RO 201900693A RO 134868 A2 RO134868 A2 RO 134868A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- grams
- natural
- polyphenols
- eutectic solvent
- sea buckthorn
- Prior art date
Links
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 19
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229940091258 selenium supplement Drugs 0.000 claims abstract description 15
- 235000003145 Hippophae rhamnoides Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 241000229143 Hippophae Species 0.000 claims abstract description 13
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 claims abstract description 11
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 claims abstract description 9
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000001763 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000019743 Choline chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M choline chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCO SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 229960003178 choline chloride Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- BVTBRVFYZUCAKH-UHFFFAOYSA-L disodium selenite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Se]([O-])=O BVTBRVFYZUCAKH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229960001471 sodium selenite Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 235000015921 sodium selenite Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000011781 sodium selenite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 16
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 15
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005550 wet granulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 claims description 2
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 abstract description 2
- 229940082569 selenite Drugs 0.000 abstract 1
- MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L selenite(2-) Chemical compound [O-][Se]([O-])=O MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- CAKRAHQRJGUPIG-UHFFFAOYSA-M sodium;[4-azaniumyl-1-hydroxy-1-[hydroxy(oxido)phosphoryl]butyl]-hydroxyphosphinate Chemical compound [Na+].NCCCC(O)(P(O)(O)=O)P(O)([O-])=O CAKRAHQRJGUPIG-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 8
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009329 organic farming Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 241000255749 Coccinellidae Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 244000062645 predators Species 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001467606 Bacillariophyceae Species 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 240000000950 Hippophae rhamnoides Species 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000001764 biostimulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000004790 biotic stress Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 1
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008260 defense mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- WSFMFXQNYPNYGG-UHFFFAOYSA-M dimethyl-octadecyl-(3-trimethoxysilylpropyl)azanium;chloride Chemical group [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCC[Si](OC)(OC)OC WSFMFXQNYPNYGG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000001033 osmoprotective effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000024053 secondary metabolic process Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un produs multifuncţional pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi la un procedeu de obţinere a acestuia cu utilizare în horticultură. Produsul, conform invenţiei, este constituit în procente în greutate din 64% material natural nanosilicios, 12...15% acid alginic, 11...12% solvent eutectic format din clorură de colină şi 2,3-butanol, în raport 1:3, 5...6% bicarbonat de sodiu, 1...2% lecitină, 0,011...0,012% nanoparticule de seleniu, 0,011...0,018% polifenoli din frunze de cătină, şi în rest, apă reziduală. Procedeul, conform invenţiei, cuprinde etapele de: solubilizare a polifenolilor din frunze de cătină în solvent eutectic, amestecarea materialului nanosilicios cu solvent eutectic în care s-au extras polifenolii din frunze de cătină şi apă, adăugarea treptată a unei soluţii de selenit de sodiu pentru a forma nanoparticule de selenit zerovalent, uscarea pastei formate şi amestecarea cu acid alginic şi bicarbonat de sodiu, granularea umedă a amestecului cu soluţie alcoolică conţinînd lecitină şi uscarea produsului rezultat la temperatura de maximum 60°C.
Description
Prezenta invenție se referă la produse multifuncționale pe bază de nanomateriale naturale silicioase, diatomită și/sau zeolit, destinate utilizării în horticultura, pentru protecția arborilor și arbuștilor fructiferi împotriva stresurilor biotice și abiotice, și la un procedeu de obținere a acestora.
Sunt cunoscute o serie întreagă de produse pe bază de nanomateriale naturale silicioase, ca de ex. diatomită sau zeolit, care sunt utilizate pentru protecția și nutriția plantelor cultivate. Diatomita (denumită și diatomit sau pămânțel de diatomee) este o rocă sedimentară formată din depunerea cochiliilor algelor microscopice monocelulare din clasa Bacillariophyceae (diatomee). Produsele pe bază de diatomită, care au un conținut între 85-96% bioxid de siliciu amorf, SiO2xnH2O, recunoscute pentru capacitatea lor de a limita dezvoltarea insectelor dăunătoare și a fungilor micotoxigeni în cerealele depozitate (Nkpay, 2006), s-au dovedit a avea o acțiune insecto-fungicide semnificativă și atunci când au fost aplicate foliar (Singh & Singh, 2016). Zeoliții naturali, aluminosilicati hidratati cu structură deschisă formati la contactul cenușilor piroclastice cu apa, sunt utilizați în agricultură ca ameliorator de sol (Mumpton, 1999) și pentru protecția părților aeriene ale plantelor de cultură (De Smedt et al., 2015). Pentru că sunt produse naturale, aceste materiale minerale nanosilicioase, diatomita și zeoliții, sunt permise pentru a fi utilizate pentru protecția și nutriția plantelor cultivate în sisteme de agricultură ecologică / organică (Korunic, 1998, Eroglu et al., 2017)
Un prim dezavantaj al utilizării acestor produse pentru tratamentele foliare este determinat de dificultatea aplicării lor pe scară largă. Pulberile de prăfuit nu permit o acoperire corespunzătoare a foliajelor pomilor fructiferi și generează riscuri pentru sănătatea muncitorilor care aplică astfel de produse (Zhang et al., 2014). Suspensiile de diatomită sau zeolit în apă sunt instabile și dificil de pulverizat. Aceste materiale naturale nanosilicioase au numeroase grupări hidroxil, care interacționează puternic prin legături de hidrogen și produc aglomerări care înfundă duzele de stropit. Există deci necesitatea de a dezvolta formulări ale materialelor naturale nanosilicioase care să formeze suspensii (relativ) stabile în apă, cu caracteristici de curgere care să facă posibilă aplicarea prin pulverizare.
Cererea de brevet US 2017164610 A1 se referă la un produs pe bază de diatomită modificată prin silanizare. Silanizarea se realizează prin reacția cu un silan cu formula RnSiX4-n, în care n este egal cu 0-3, R este o grupare funcțional organică, iar X 1 este o grupare hidrolizabilă. Silanul revendicat este clorură de 3-(trimethoxisilil) propildimetil-octadecil ammoniu. Prin silanizare diatomita își îmbunătățește sensibil suspendabilitatea în apă, permițând o mai bună aplicare prin stropire. Datorită folosirii unui produs chimic de sinteză, procedeul nu este însă compatibil cu sistemele de agricultură ecologică / organică. In cazul aplicării acestei soluții de silanizare se pierde unul din avantajele importante ale diatomitei, respectiv acceptarea ei ca produs permis pentru agricultura ecologică / organică.
Cererea de brevet US 2012172222 A1 descrie o compoziție care include 95% 99,9% zeoliți și 0,1% - 5% aditivi care conferă caracteristici îmbunătățite ale dispersibilității într-un mediu apos. Aditivii sunt: homopolimerii sau copolimeri acrilici în dispersie apoasă sau sărurile acestora, lignosufonat de sodiu sau amestecuri de componente, cum ar fi sarea de sodiu a acidului sulfonat-diisopropilnaftalenic de sodiu, acid naftalenesulfonic și alcooli primari etoxilați. Și în acest caz utilizarea produselor chimice de sinteză face ca produsul rezultat să nu fie compatibil cu sistemele de agricultură organică, pierzându-se unul din avantajele zeoliților naturali.
Este necesar din punct de vedere practic ca formulările acestor materiale naturale nanosilicioase să nu se limiteze la a fi aplicabile prin pulverizare, ci să determine și creșterea selectivității față de organismele ne-țintă. Acțiunea de protecție a foliajului plantelor față de agenții dăunători nu este determinată de compoziția chimică, ci caracteristicile fizice, respectiv de capacitatea ridicată de absorbție a acestor materiale naturale silicioase, cu un raport foarte mare suprafață - volum (Korunic, 1998, Nakhli et al., 2017). Acest raport mare suprafață - volum, rezultat ca urmare a existenței diferitelor tipuri de nanostructuri poroase în componența diatomitei și a zeoliților, favorizează absorbția lipidelor din cuticula insectelor, reducând eficacitatea acesteia ca barieră de permeabilitate pentru apă (Korunic, 1998, De Smedt et al., 2015). Efectul abraziv amplifică distrugerea cuticulei insectelor și accelerează deshidratarea acestora. Apa eliberată din insecte este reținută de grupările hidrofile din componența porilor nanomaterialelor silicoase. O acțiune desicantă similară este implicată și în efectul de limitare a dezvoltării fungilor (De Smedt et al., 2015).
Efectul de deshidratare se produce însă și asupra frunzelor și insectelor benefice - prădători din familia Coccinellidae de ex. (Ulrichs et al., 2001). Deci sunt necesare formulări prin care să crească selectivitatea acțiunii desicante a diatomitei și zeoliților naturali.
In cazul plantelor, stresul hidric suplimentar indus de acțiunea materialelor naturale nanosilicioase ar putea fi compensat de o eliberare mai accelerată a siliciului 2 solubil din astfel de structuri. Siliciul solubil (acid ortosilicic H4SiO4 și di-merii / tri-merii săi) care s-ar elibera din nanomaterialele silicioase are o acțiune de biostimulant pentru plante (Sawas & Ntatsi, 2015), și ar putea determina creșterea toleranței la stresul hidric. Nanomaterialele silicoase eliberează însă lent siliciul solubil (Duboc et al., 2019), iar pentru a accelera această eliberare sunt necesare procedee de activare care să nu afecteze posibilitatea de a certifica pentru agricultura ecologică produsele rezultate.
Este un obiect al acestei invenții de a descrie o compoziție pe bază de materiale nanosilicioase, diatomită și zeolit, care să formeze suspensii (relativ) stabile în apă, cu caracteristici de curgere care să facă posibilă aplicarea prin pulverizare.
Este un alt obiect al acestei invenții de a obține o compoziție pe bază de materiale nanosilicioase, diatomită si zeolit, care să elibereze lent siliciul solubil, în special acid silicic H4SiO4, care să fie stabilizat, pentru a preveni policondensarea / polimerizarea sa și a menține efectul de biostimulant pentru plante.
Este un alt obiect al acestei invenții de a obține o compoziție prin care se amplifică efectul de biostimulant pentru plante al siliciului și se crește concomitent selectivitatea pentru insectele utile, prădători din familia Coccinellidae.
Este un alt obiect al acestei invenții de a prezenta procedeul prin care să se obțină astfel de compoziții, aplicabile prin pulverizare și cu selectivitate ridicată.
Compoziția, conform invenției, este alcătuită din: 64 grame material natural nanosilicios, 12-15 grame acid alginic, 11-12 grame solvent eutectic format din clorură de colină și 2,3 butandiol, în raport molar de 1-3, 5-6 grame bicarbonat de sodiu, 1-2 grame lecitină, 11-12 mg nanoparticule seleniu, 11-18 mg polifenoli din frunze de cătină, restul până la 100 grame fiind apă reziduală.
Procedeul, conform invenției, este alcătuit din următoarele etape:
Solubilizarea polifenolilor din frunze de cătină în solvent eutectic, format din clorură de colină și 2,3 butandiol, în raport molar de 1-3, în raport de 1 g frunze de cătină la 20 ml solvent eutectic;
Amestecarea la moară cu bile timp de 30 min a materialului nanosilicios cu solventul eutectic în care s-au extras polifenoli din frunze de cătină și apă, în raport de 64 grame material natural nanosilicios la 11-12 grame solvent eutectic cu polifenoli și 75 grame de apă;
Adăugarea treptată timp de 10 min a 12-15 ml de soluție 10 mM selenit de sodiu, pentru a forma nanoparticule de seleniu zerovalent;
Uscarea pastei formate din materialul natural nanosilicios, solventul natural eutectic, polifenoli și nanoseleniu timp de 4 ore la 80°C;
RO 134868 A
j.
Amestecarea celor 75-76 grame, material uscat, cu 12-15 grame de acid alginic și 5-6 grame de bicarbonat de sodiu;
Granularea umedă a amestecului de material uscat cu acid alginic și bicarbonat de sodiu, cu 15 ml soluție alcoolică care conține 2-2,8 grame de lecitină;
Uscarea timp de 4-5 ore a produsului rezultat ca urmare a granulării umede în uscător cu tăvi la presiune normală și la temperatură de max. 60°C.
Avantajele compoziției și a procedeului conform invenției sunt următoarele:
Produsul final este sub formă de granule și nu produce pulberi submicronice, potențial dăunătoare utilizatorilor, în timpul manipulării și al aplicării;
Granulele rezultate se dispersează rapid în apă datorită sistemului efervescent acid alginic - bicarbonat;
Materialul silicios natural este menținut în suspensie datorită efectului emulgator al alginatului de sodiu și al lecitinei;
Este facilitată eliberarea siliciului solubil din nanomaterialele silicioase naturale, diatomită și/sau zeoliți, datorită măririi suprafeței și a grupărilor Si-OH libere, prin măcinare umedă în mori cu bile, în prezență de solvenți eutectici naturali porogeni;
Stresul hidric care rezultă din destabilizarea cuticulei plantelor este compensat prin adăugarea unor ingrediente active care să determine o compensare a efectelor stresului hidric, respectiv compuși osmoprotectanți, respectiv colină (Singh et al., 2015), 2,3 butanediol (Shi et al., 2018) și seleniu (Ahmad et al., 2016), care-și adaugă efectul la cel al siliciului solubil;
Seleniul (Se) este adăugat sub formă de nano-seleniu zerovalent, care are avantajul de a fi mai puțin toxic și de a elibera lent formele de seleniu bioactiv (Constantinescu-Aruxandei et al., 2018);
Aplicarea compoziției cu Se întârzie eliberarea compușilor volatili atractanți pentru insectele prădătoare, datorită interferării cu metabolismul poliaminelor (Turakainen et al., 2008) implicate în generarea unor astfel de compuși atractanți (Ozawa et al., 2009), iar întârzierea eliberării compușilor volatili atractanți pentru insectele prădătoare (de ex. coccinelide), reduce expunerea acestora la produsele care conțin nanomateriale silicioase desicante. 1
Produsele realizate conform invenției sunt multifuncționale, având si o activitate de biostimulant de creștere, datorită eliberării treptate de siliciu solubil, și o acțiune de matrice de eliberare retard a nutrienților cationici, datorită grupărilor anionice de pe suprafață.
Un efect suplimentar al siliciului solubil este cel de activare echilibrată a căilor metabolice implicate în mecanismele de apărare (Van Bockhaven et al., 2012), care este sinergică cu cea exercitată de formele active de seleniu (Emam et al., 2014), și determină creșterea toleranței plantelor la factorii de stres biotici și abiotici și la activarea metabolismului secundar și acumularea de compuși bioactivi în fructe (du Jardin, 2015).
In continuare se prezintă exemple de realizare care ilustrează invenția fără a o limita.
Exemplul 1. In recipientul de măcinat de 50 ml al unei mori cu bile (de exemplu P100 Retsch, Verder Scientific, Haan, Germania) se aduc 20 ml solvent eutectic format din clorură de colină și 2,3 butandiol și 1 gram de pudră de frunze de cătină (Hippophae rhamnoides). Se introduc 5 bile de oxid de zirconiu de 3 mm, se închide moara și se extrage mecanic concomitent cu măcinarea timp de 20 min - 1 min măcinare, 1 min pauză, timp efectiv de măcinare 10 min. După cele 10 min de mecanoextracție se transferă amestecul solvent eutectic-frunze într-un tub de centrifugă. Se centrifughează pentru 15 min la 3750 x g (de exemplu într-o centrifugă Universal 320 R, Andreas Hettich, Tuttlingen, Germania) și se reține supernatantul. Se iau 11 ml de solvent eutectic din supernatant, care se adaugă, împreună cu 64 grame de diatomită (Filia, Covasna) și 75 ml apă, în recipientul de 250 al unei mori cu bile (de exemplu P100 Retsch, Verder Scientific). Diatomia folosită are cel puțin 80% silice (SiO2xnH2O), cu mai puțin de 5% alumina AI2O3 și sub 1% material cristalin. Orice diatomită cu aceleași caractersitici poate fi folosită pentru realizarea produsului Se amestecă intermitent timp de 30 min - 1 min măcinare, 1 min pauză, timp efectiv de măcinare 15 min. După cele 30 min de măcinare intermitentă, materialul nanosilicios, cu solventul eutectic în care sau extras polifenoli din frunze de cătină și apa se trece cantitativ într-un pahar erlenmyer. Se adăugă treptat, sub agitare, timp de 10 min, 15 ml de soluție 10 mM selenit de sodiu. Apariția unei culori cărămizii ilustrează formarea nanoparticulelor de seleniu zerovalent. Pasta formată de materialul natural nanosilicios, solventul natural eutectic, polifenoli și nanoseleniu se usucă timp de 4 ore la 80°C (la etuvă, de ex. F115, Binder, Tuttlingen, Germania). După cele 4 ore se iau cele 75-76 g material uscat și se amestecă în diluție geometrică, într-un mojar de 250 ml cu 15 grame de acid alginic și 6 grame de bicarbonat de sodiu. Peste amestecul rezultat se adaugă treptat se amestecă treptat 15 ml soluție alcoolică care conține 2,8 grame de lecitină - lecitină cu o balanță hidrofil - lipofilă HLB de 4 (de ex. Yelikin®, Archer Daniels Midland, Decatur, IL, SUA). Granularea se face pe sită, iar produsul rezultat este uscat timp de 5
4-5 ore - de ex. într-un uscător cu tăvi la presiune normală și la temperatură de max. 60°C.
Conținutul de siliciu total și seleniu total se determină în probe prin ICP-OES (sistem Optima 2100 DV, Perkin Elmer, Waltham, MA, SUA). Se determină valori de 542±42,5 mg/g Si și 10,32±1,17 mg/g Se. Distribuția dimensiunii nanoparticulelor de seleniu se determină prin folosirea tehnicii non-invazive de împrăștiere a luminii laser de fundal (Zetasizer Nano ZS, Malvern Instruments, Malvern, Marea Britanie). Se determină o distribuție de nanoparticule hibride cu dimensiuni cuprinse între 72 și 124 nm. Populația de nanoparticule este omogenă, cu un diametru dominant de 92 nm, volum maxim de 27,8%. Stabilitatea nanoparticulelor a fost estimată prin determinarea potențialului zeta, prin electroforeză capilară cuplată cu măsurarea mobilității particulelor prin efect Doppler (Zetasizer Nano ZS). Se determină o valoare cuprinsă între - 44±9,7 mV, valoare care indică o bună stabilitate a populației de nanoparticule de seleniu zerovalent.
Exemplul 2. Se procedează la fel ca în exemplul 1, cu următoarele diferențe: se folosește zeolit natural (Rupea, Brașov); se iau 12 ml de supernatant; se adaugă 12 ml de soluție 10 mM de selenit de sodiu; soluția alcoolică conține 2 grame de lecitină; se adaugă ca sistem efervescent 12 grame de acid alginic și 5 grame de bicarbonat de sodiu. Zeolitul natural este un tuf vulcanic zeolitic care conține cel puțin 90% clinoptilit și are o capacitate de schimb cationic CEC de cel puțin 200 meq/100 g. Orice fel de zeolit natural cu aceleași caracteristici paote fi folosit. Se determină în final valori de 368,2±27,4 mg/ml Si și 9,4±1,28 mg/ml Se, pentru conținutul în siliciu total și seleniu total, cu o distribuție de nanoparticule de Se de dimensiuni cuprinse între 62 și 136 nm. Populația de nanoparticule este omogenă, cu un diametru dominant de 94 nm, volum maxim de 24,5%.
Claims (3)
1. Produse multifuncționale pe bază de nanomateriale silicioase naturale, conform invenției, caracterizate prin aceea că sunt alcătuite din: 64 grame material natural nanosilicios, 12-15 grame acid alginic, 11-12 grame solvent eutectic format din clorură de colină și 2,3 butandiol, în raport molar de 1-3, 5-6 grame bicarbonat de sodiu, 1-2 grame lecitină, 11-12 mg nanoparticule seleniu, 11-18 mg polifenoli din frunze de cătină, restul până la 100 grame fiind apă reziduală.
2. Produse multifuncționale pe bază de nanomateriale silicioase naturale conform revendicării 1 caracterizate prin aceea că materiale naturale silicioase sunt diatomia, cu cel puțin 80% silice (SiO2xnH2O), mai puțin de 5% alumină AI2O3 și sub 1% material cristalin sau zeolit natural care conține cel puțin 90% clinoptilit și are o capacitate de schimb cationic CEC de cel puțin 200 meq/100g.
3. Procedeu de obținere a materialele naturale nanocisilicioase, conform invenției, caracterizate prin aceea că include următoarele etape: solubilizarea polifenolilor din frunze de cătină în solvent eutectic, format din clorură de colină și 2,3 butandiol, în raport molar de 1-3, în raport de 1 g frunze de cătină la 20 ml solvent eutectic; amestecarea la moară cu bile timp de 30 min a materialului nanosilicios cu solventul eutectic în care s-au extras polifenoli din frunze de cătină și apă, în raport de 64 grame material natural nanosilicios la 11-12 grame solvent eutectic cu polifenoli și 75 grame de apă; adăugarea treptată timp de 10 min a 1215 ml de soluție 10 mM selenit de sodiu, pentru a forma nanoparticule de seleniu zerovalent; ascarea pastei formate din materialul natural nanosilicios, solventul natural eutectic, polifenoli și nanoseleniu timp de 4 ore la 80°C; amestecarea celor 75-76 grame, material uscat, cu 12-15 grame de acid alginic și 5-6 grame de bicarbonat de sodiu; granularea umedă a amestecului de material uscat cu acid alginic și bicarbonat de sodiu, cu 15 ml soluție alcoolică care conține 2-2,8 grame de lecitină; uscarea timp de 4-5 ore a produsului rezultat ca urmare a granulării umede în uscător cu tăvi la presiune normală și la temperatură de max. 60°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO201900693A RO134868A2 (ro) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO201900693A RO134868A2 (ro) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO134868A2 true RO134868A2 (ro) | 2021-04-29 |
Family
ID=75617178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO201900693A RO134868A2 (ro) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO134868A2 (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114916556A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-19 | 渭南东旺农华生物科技有限公司 | 一种含卵磷脂和氯化胆碱的农用组合物 |
-
2019
- 2019-10-29 RO RO201900693A patent/RO134868A2/ro unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114916556A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-19 | 渭南东旺农华生物科技有限公司 | 一种含卵磷脂和氯化胆碱的农用组合物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Enhancement of spirotetramat transfer in cucumber plant using mesoporous silica nanoparticles as carriers | |
| Sun et al. | Delivery of abscisic acid to plants using glutathione responsive mesoporous silica nanoparticles | |
| ES2683345T3 (es) | Composiciones y geles a base de sílice multifuncional, métodos de hacer las mismas, y métodos de uso de las mismas | |
| CA2793135C (en) | Stabilized bio-available soluble silicate solution | |
| ES2286445T3 (es) | Solucion acuosa de acido silicilico no coloidal y acido borico. | |
| Sarkar et al. | A review on functionalized silica nanoparticle amendment on plant growth and development under stress | |
| KR101780834B1 (ko) | 생화학 농약 제품으로서의 안트라퀴논 함유 유도체 | |
| Roychoudhury | Silicon-nanoparticles in crop improvement and agriculture | |
| CN102939961B (zh) | 一种具有核壳结构的农药微颗粒制剂及其制备方法 | |
| Li et al. | Advances in silica nanoparticles for agricultural applications and biosynthesis | |
| Feng et al. | Mesoporous silica nanoparticles based on a dual environmental response corresponding to temperature and α-amylase for the control of Spodoptera litura | |
| CN102885060A (zh) | 一种阿维菌素纳米微乳剂及其制备方法 | |
| US20180153165A1 (en) | Microcapsels containing an algicide and a melamine-formaldehyde polymer | |
| RO134868A2 (ro) | Produse multi- funcţionale pe bază de nanomateriale silicioase naturale şi procedeu de obţinere a acestora | |
| Tran et al. | Nanofertilizers and nanopesticides for crop growth | |
| Pramod et al. | Nanomaterials for Controlled and Targeted Delivery of Agrochemicals for Cleaner Environment | |
| Bueno et al. | Inorganic porous nanoparticles as pesticide or nutrient carriers | |
| WO2017085636A1 (en) | A crop protection formulation and method of preparation thereof | |
| Wang et al. | Silica Nanoparticles as Versatile Carriers for Nanofertilizers and Nanopesticides: Design and Applications | |
| CN107691483A (zh) | 一种复合微生物土壤防虫杀虫剂及其制备方法 | |
| AU2020346463A1 (en) | Alginate sludge composition comprising non-pathogenic bacteria and hydrophilic and lipophilic substances for agricultural use | |
| Luo et al. | The interaction and regulation of nano-agrochemicals in plant–soil microenvironment systems | |
| Bueno | Synthesis, characterization and application of pesticide-encapsulated silica nanoparticles in agriculture | |
| RO135626A2 (ro) | Com- poziţie peliculizantă cu aplicare foliară pe bază de nanomateriale silicioase natural şi procedeu de aplicare | |
| IT201800010837A1 (it) | Stimolazione delle difese immunitarie di una pianta mediante l’uso di una biomassa di microorganismi selezionati tra microalghe e cianobatteri |