文章由華南理工大學現(xiàn)代食品工程研究中心孫大文院士作為通訊作者,孫大文院士和博士生黃倫杰作為共同第一作者,蒲洪彬副教授和馬驥博士后作為共同作者。在這篇系統(tǒng)性綜述中,作者展示了網(wǎng)狀化學如何在農(nóng)業(yè)傳感、農(nóng)業(yè)生態(tài)保護和再利用、農(nóng)藥配方、智能室內(nèi)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)等多個領(lǐng)域中逐步塑造農(nóng)業(yè)化學的未來,將引起多孔材料、網(wǎng)狀化學、農(nóng)業(yè)化學、食品化學和環(huán)境科學等研究領(lǐng)域的普遍關(guān)注。
網(wǎng)狀化學是一種通過分子構(gòu)件的鏈接將分子化學擴展到精確的框架的化學。網(wǎng)狀化學可以制造多種網(wǎng)狀材料(RMs),包括金屬有機骨架(MOFs)、沸石咪唑酸酯骨架(ZIFs)和共價有機框架(COFs)。自從其發(fā)明以來,MOFs被發(fā)現(xiàn)可用于許多領(lǐng)域,包括能源、生物醫(yī)學、傳感、環(huán)境科學和食品安全等,而COFs由于其化學性質(zhì)的多樣性也在多個領(lǐng)域嶄露頭角。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)通過養(yǎng)活70億人口,為人類的生存做出了貢獻。農(nóng)業(yè)化學通過操縱植物、動物、昆蟲、微生物及其環(huán)境之間的核心關(guān)系,承擔了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、監(jiān)測、保護、修復等方面的基本任務,是推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心引擎。與水、土壤、光照和空氣的自然或人工配置相比,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依賴農(nóng)用化學品和各種功能材料的干預。農(nóng)用化學品可以增強土壤肥力,控制病蟲害和病原體,并改善農(nóng)作物和牲畜的生長和健康,從而提高食品、飼料、纖維和燃料的生產(chǎn)率。
另一方面,為了追求高生產(chǎn)率,這些曾經(jīng)被稱為“靈丹妙藥”的農(nóng)用化學品也導致了嚴重的負面危害,包括土壤退化、有毒物質(zhì)暴露、抗生素耐藥性、生物多樣性喪失、氣體排放和水污染。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的進一步集約化,面對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和安全性方面的高要求,當今的農(nóng)用化學策略在技術(shù)上和環(huán)境上均不可持續(xù)。因此,通過引入最先進的化學和材料技術(shù)來重建農(nóng)業(yè)化學,以滿足農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)量、質(zhì)量和可持續(xù)性要求,會是一個理想的解決方案。
華南理工大學現(xiàn)代食品工程研究中心自2012年成立以來,聚焦新技術(shù)、新方法、新應用在農(nóng)業(yè)工程和食品工程領(lǐng)域的技術(shù)革新,下設(shè)智能檢測控制所、先進冷凍冷鏈所和新型物理加工所。智能檢測控制所以光譜成像智能感知技術(shù)為研究主體,自2016年以來,結(jié)合新型納米材料技術(shù),研究領(lǐng)域延伸到表面增強拉曼光譜(SERS)、網(wǎng)狀化學材料、碳量子點、聚集誘導發(fā)光(AIE)和納米酶等在農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域的應用。目前已累計發(fā)表相關(guān)SCI論文近40篇,總被引次數(shù)達到1100余次,開拓了農(nóng)業(yè)化學和食品檢測領(lǐng)域的邊界,為納米材料在農(nóng)業(yè)/食品領(lǐng)域的應用做出了重要貢獻。
附:作者簡介
孫大文教授,華南理工大學現(xiàn)代食品工程研究中心主任,歐洲人文和自然科學院院士,愛爾蘭皇家科學院院士,波蘭科學院外籍院士,國際食品科學院院士,國際農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)工程科學院院士,國際制冷科學院院士。主要研究方向為食品質(zhì)量安全快速檢測、食品冷凍冷鏈和食品新型物理加工。2015年至2020年連續(xù)六年榮獲科睿唯安(原湯森路透)“高被引科學家”稱號。獲2014年廣東省科學技術(shù)獎一等獎,2016年教育部科技進步獎二等獎,2018年中國輕工業(yè)聯(lián)合會科學技術(shù)進步獎一等獎,2018年廣東省科技進步獎一等獎。
黃倫杰,自2018年起,在華南理工大學攻讀博士學位。他的研究興趣包括網(wǎng)狀化學在農(nóng)業(yè)和食品化學中最前沿的應用。迄今為止,已發(fā)表同行評閱論文30余篇,H指數(shù)為16。
蒲洪彬副教授,廣東省農(nóng)產(chǎn)品初級加工裝備創(chuàng)新團隊專題專家,廣東省農(nóng)業(yè)廳農(nóng)產(chǎn)品保鮮物流共性技術(shù)創(chuàng)新團隊專題專家,省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(農(nóng)產(chǎn)品無損檢測及精深加工)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心副主任,入選2019-2020年科睿唯安“高被引科學家”。主持“十二五”國家科技支撐計劃項目1項、國家重點研發(fā)計劃子課題1項、省市科技計劃項目3項、中央高校項目2項。累計發(fā)表SCI論文65篇(其中ESI高被引論文15篇),授權(quán)專利15項。獲2018年廣東省科技進步一等獎、2016年教育部科技進步獎二等獎、2016年廣東省科學技術(shù)進步獎三等獎和第二十二屆全國發(fā)明展覽會“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎?項目獎”金獎。
馬驥,2019年畢業(yè)于華南理工大學獲得博士學位,2018-2019年比利時魯汶大學聯(lián)合培養(yǎng)博士;2020年任職于華南理工大學材料科學與工程學院唐本忠院士課題組博士后。近5年發(fā)表SCI論文22篇,其中第一作者12篇,ESI高被引論文5篇,總被引用969次,h指數(shù)為16。申請發(fā)明專利9項,其中授權(quán)專利7項,授權(quán)軟件著作權(quán)2項。
參考資料
[1] 將網(wǎng)狀化學引入農(nóng)業(yè)化學 孫大文院士團隊成果在頂級期刊發(fā)表,http://news.scut.edu.cn/2020/1202/c41a43229/page.htm
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