碳纳米材料自发现以来就因其独特性能而备受青睐，其可通过修饰增加水溶性，扩大用途，目前，在植保领域已逐渐引起研究者的关注。迄今为止，仍水溶性多维碳纳米材料的通用制备制备技术依然缺乏研究。本文采用氮宾反应对零维/一维/二维的碳纳米材料进行通用修饰，获得羧基化多维水溶性碳纳米材料;探究其调节小麦幼苗根生长及缓解渗透胁迫的应用研究，具体研究内容如下:
　　(1)制备叠氮丙酸:通过叠氮钠与3-溴丙酸反应制备，并表征确认。
　　(2)羧基化多维水溶性碳纳米材料的制备:采用少量极性高沸点溶剂分散零维富勒烯(C60、C70)、一维多壁碳纳米管(MWCNTs)和二维石墨烯的分散策略，分别与叠氮丙酸进行氮宾反应继而碱处理，分别获得C60/C70/MWCNTs/石墨烯聚丙氨酸钠衍生物，依次简写为C6-COONa、C70-COONa、MWCNTs-COONa、G-COONa;通过红外光谱、X射线光电子能谱分析，结果表明成功将丙氨酸钠基团键连在碳纳米材料表面;联合热重和X射线光电子能谱分析，可确认C60-COONa、C70-COONa的平均分子式为C60(NCH2CH2COONa)6、C70(NCH2CH2COONa)4，而MWCNTs-COONa、G-COONa中每千个碳原子键联的丙氨酸基团数目平均为26和116个。此外，通过拉曼光谱分析MWCNTs-COONa，发现ID/IG比值为0.78，接近未修饰碳纳米管的ID/IG比值，表明经氮宾反应修饰的MWCNTs-COONa表面结构缺陷含量较小。
　　(3)通过体外清除ABTS+·自由基实验，可得知C60-COONa、C70-COONa、MWCNTs-COONa、G-COONa抑制50％ABTS+·时，其浓度分别为54、55、59、109μg·mL-1，表明清除自由基能力C60-COONa＜C70-COONa＜MWCNTs-COONa＜G-COONa，即零维碳纳米材料＞一维碳纳米材＞二维碳纳米材料。
　　(4)探究C60-COONa、MWCNTs-COONa对小麦幼苗生长初期的影响，并分别确定出其显著促进生长作用最佳浓度。结果表明C60-COONa和MWCNTs-COONa促进根长生长效果最佳时浓度分别为10、40μg·mL-1。使用拉曼光谱对浓度100μg·mL-1MWCNTs-COONa处理小麦幼苗根部和叶部组织进行分析，发现与对照相比，处理后根部与叶部具有G峰，说明MWCNTs-COONa进入小麦根部组织并转运到叶部组织。
　　(5)探究C60/C70/MWCNTs/G-COONa对缓解小麦幼苗渗透胁迫进行试验。使用浓度为30μg·mL-1的碳纳米材料衍生物，PEG-6000浓度为20％模拟渗透胁迫培养，结果发现使用羧基化碳纳米材料衍生物处理后，小麦的根长和叶长均有所增加，能显著缓解渗透胁迫，C60-COONa处理对小麦幼苗根部生长缓解效果最好，MWCNTs-COONa处理对小麦幼苗叶部生长缓解效果最好，证明碳纳米材料衍生物作为植物生长调节剂方面的能力。