纳米胶囊作“外衣” 农药施用高效又安全

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2月28日，记者从扬州大学获悉，该校植物保护学院绿色农药创制与应用团队，分别以聚多巴胺和介孔二氧化硅纳米粒子为载体，成功制备出甲维盐纳米胶囊和咪鲜胺纳米胶囊，并将农药装进“安全胶囊”。这既提高了药物在作物叶片上的粘附能力，也保障了农药应用性能和使用安全。
多年来时有发生的农产品中农药残留超标、水体和土壤环境污染等问题大多是传统农药加工剂型不能保证有效成分精准到达作用靶标，而过量使用农药所导致。因此亟待寻找新的替代剂型，保证农药安全使用与病虫有效防治。
“影响农药纳米胶囊中有效成分控释性能的关键因素是载体材料的选择和制备。我们经过大量研究，将目光锁定在聚多巴胺和介孔二氧化硅上，这两种纳米载体不仅可满足有效负载农药的基本要求，而且还各具特色。”该团队成员史力尹说。
扬州大学植物保护学院相关专家介绍，聚多巴胺可以直接作为纳米胶囊的壁材，在保护有效成分、提高附着力的同时还可以节约成本、简化制备过程，而介孔二氧化硅拥有结构多样化、比表面积大、表面可修饰、孔隙率高和孔径尺寸可调节等特点，能够将农药分子包裹于孔隙并实现控制释放。
该团队从农药的应用性能和安全性考虑，以甲维盐和咪鲜胺为模型药物，以聚多巴胺和介孔硅为胶囊壁材，分别采用乳化界面聚合法与硬模板法制备两种纳米胶囊。
“将农药装进‘安全胶囊’，既克服了传统剂型缓控释性能差、农药残留超标、污染水体和土壤、对哺乳动物急性毒性高等缺点，又避免了现有纳米载体材料制备中工艺复杂、周期长、对非靶标生物安全性低，以及存在一定环境风险等问题。”扬州大学植物保护学院副教授冯建国说。
经研究对比测试显示，甲维盐纳米胶囊在施药15天后的杀虫活性仍显著高于传统剂型。室内模拟雨水冲刷实验表明，冲刷10次后纳米胶囊在叶片的沉积量仍为传统剂型的10倍左右，具有更强的粘附性，提高了农药的有效利用率。