[發(fā)明專利]一種碳基新材料及其應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710382899.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107581197A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 金攻;郭志江;涂江平;王秀麗;慈立杰;方榮祥;謝劍平
• 申請（專利權）人: 北京信納國際新材料科技有限公司
• 主分類號: A01N61/00
• 分類號: A01N61/00;A01N37/44;A01P21/00;C05F11/08
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司11252
• 代理人: 王立民,吳蘭柱

技術領域

本發(fā)明屬于新材料技術領域及其應用，特別是指通過模擬原始自然條件，利用天然或簡單無機物為原料，合成出一種具有誘導生物發(fā)生響應的碳基復合有機物；以碳、氫、氧、氮為主要元素組成的該碳基新材料，微量釋放到生物生的長環(huán)境中，可作為一種外源信號誘導生物主動響應，使生物自發(fā)加快發(fā)育速度并增加產(chǎn)量，產(chǎn)生如生長加快、生物量增加、抗逆性提高、增產(chǎn)、改善品質(zhì)等不同的有益效果。

背景技術

以化學藥劑為手段，人類發(fā)展了人工干預技術，如施肥、噴灑農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因等，獲得較高的短期生物產(chǎn)出。值得注意的是，生物也是與人類類似的生命體，既具有人工干預的耐受性，又具有基因進化的抵抗性，不足百年的人工干預，生物的抵抗現(xiàn)象明顯增加，更重要的是這種生物抵抗進化已超過了人類能夠預期的范圍，如近年出現(xiàn)的田間惡性雜草、可在農(nóng)業(yè)乃至在人類間傳播的超級細菌等。因此，人工干預不等同于人工控制，為實現(xiàn)生物更好的為人類服務，需要地不是以化學手段強迫干預生物加速生長或增產(chǎn)，而是要順應生物的進化密碼，友好地誘導生物向人類希望的方向進化。

與現(xiàn)代人為干預理論不同，化學生命起源學說是人類認識生物的初始理論。基于生命在原料組成的統(tǒng)一性與物質(zhì)間的組合，化學生命起源學說在一定程度上闡明了生命起源并銜接了現(xiàn)代生物學，主要包括三個層次：(1)從無機物到有機物小分子；(2)有機小分子到生物大分子。指氨基酸、核苷酸演變?yōu)樯锏鞍踪|(zhì)與核酸分子；(3)作為銜接現(xiàn)代基因蛋白組學與生物學等學科的基礎。值得注意的是，該理論雖然沒有闡明有機小分子到細胞乃至生物的演變與進化的原因，即有機小分子到生命的跨越，但具備極高的應用價值，該理論指明了通過無機到有機轉(zhuǎn)化后的小分子，生物能夠利用并進行物種進化，更有價值的是，在人類與生物進化統(tǒng)一性的背景下，以模擬原始狀態(tài)的無機到有機小分子的轉(zhuǎn)化為方法，可以將該類的有機小分子作為一種友好的誘導手段，激活生物進化，誘導生物進行快速生長和繁育，使人類與生物可持續(xù)的和諧發(fā)展。

基于上述技術背景，本發(fā)明機理為：自然界物質(zhì)進化過程中，物質(zhì)為了保持長期存在，有一種由簡單到復雜的內(nèi)在保護驅(qū)動，稱之為“驅(qū)動信號”。在驅(qū)動信號的條件下，原始狀態(tài)的物質(zhì)通過電子、電荷等物質(zhì)交換過程，顯示出各種變化，如顏色、溫度、大小等，引發(fā)了能量交換、物質(zhì)重組等現(xiàn)象，更體現(xiàn)了從簡單無機物到有機小分子，有機小分子到細胞、生命的驅(qū)動信號過程和進化過程。外界的環(huán)境條件可以影響生物體內(nèi)驅(qū)動信號響應，但關鍵決定因素為驅(qū)動信號本身的豐度，目前可通過模擬無機到有機小分子的形式體現(xiàn)驅(qū)動信號，在當前的外界環(huán)境條件中，微量釋放的該類驅(qū)動信號，可誘導生物認為可以進行進化，使生物快速生長及繁育，實現(xiàn)人類友好的誘導生物繁育的技術目標。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是，為了降低目前化學藥劑干預生物產(chǎn)生的生態(tài)風險，實現(xiàn)生物能夠主動響應外部調(diào)控信號，自發(fā)加快發(fā)育速度并增產(chǎn)產(chǎn)量，本發(fā)明模擬生命起源的材料與條件，提供一種具有誘導生物主動響應并顯示出快速生長等有益效果的碳基新材料。

本技術方案的思路為：(1)以生命構成四種元素為該碳基新材料的組成元素；(2)將無機物轉(zhuǎn)化為有機復合小分子。選擇生命起源原始狀態(tài)下存在的天然或簡單無機物為C、H、O、N的原材料，以低電壓、低能量模擬生命起源的合成條件，獲得復合的有機小分子；(3)合成出一種具有活性且生物能夠主動響應的碳基復合材料，具備檢出生命起源必要特征的有機小分子，如氨基酸等。

本申請是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種碳基新材料，由能夠提供碳、氫、氧及氮的天然或簡單無機物為原料，通過低電壓電解將所述無機物轉(zhuǎn)化有機物；

所述有機物至少包括碳基，至少兩種氨基酸或銨基活性成份，以及維持碳基新材料相對穩(wěn)定態(tài)的R基團。

所述有成機物的分子式為C_XH_yO_zN_k，其中，x為2-1000,所述y為50-1200,所述z為30-1000及所述k為1-100的自然數(shù)；

所述有機物釋放于水中后，包括所述碳基、有機小分子以及維持碳基新材料相對穩(wěn)定態(tài)的所述R基團；其中有機小分子包括至少兩種所述氨基酸或所述銨基活性成份。

所述原料為水、石墨及無機氮源或水、甲烷及氨氣。

所述水為去離子水；所述石墨為天然石墨或人造石墨；所述無機氮源包括氨氣、氮氣、銨態(tài)或硝態(tài)的氮中的一種或兩種以上組合。

所述有機物的通式為C-R-N或