南开团队纳米农药研发获突破
文章导读
你是否想过，农药也能像科幻片中的智能导弹一样，精准打击害虫、自动避让环境？南开大学汪清民教授团队近日在《化学工程杂志》发表突破性成果，为农药穿上了一套源自天然的“纳米战甲”。这套由硫辛酸与木质素构建的三层智能递送系统，能响应害虫肠道环境实现靶向释放，提升药效的同时，使水生毒性降低近一半。更令人振奋的是，其绿色制备工艺突破了纳米农药成本高、难量产的瓶颈，为绿色农业提供了高效、安全、可持续的新方案。
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（通讯员 郎宇鹏）利用纳米材料与制备技术发展的纳米农药，已被国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）评为“改变世界的十大化学新兴技术”之首，成为了国际绿色农药创新发展的主流。纳米农药可显著改善农药有效成分的生物活性、利用率和持效期，降低农药施用量和施用次数，减少农药流失和加速残留物降解。然而，其复杂的制备工艺与高昂成本，一直是制约其广泛应用的瓶颈。
近日，南开大学化学学院、元素有机化学全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心和农药国家工程研究中心（天津）的汪清民教授团队在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上发表题为“光交联和自组装整合的多级纳米递送平台：在农药递送和环境安全性中的结构依赖性”（Hierarchical nano-delivery platforms through photo-crosslinking & self-assembly integration: Structure-dependent performance in pesticide delivery and environmental safety）的文章。该研究犹如为农药分子设计了一套智能“纳米战甲”，不仅大幅提升了药效与稳定性，更实现了在害虫体内的精准释放，实现了精准施药与环境保护双赢。
纳米颗粒制备与应用示意图
传统农药在保卫粮食安全的同时，也因利用率低、残留高、非靶向毒害等问题，对生态环境构成压力。汪清民团队瞄准这一核心难题，采用光引发交联和自组装结合的制备策略，巧妙利用硫辛酸、木质素两种天然产物，创新性地设计了凝胶-表或中间层-矿化外壳的内中外三层“纳米战甲”。整个过程绿色、高效。这套“战甲”能响应害虫肠道特有的碱性环境或酶信号，实现定时定位的靶向释放，直击要害，减少在作物和环境中的无效残留。同时外甲的丰富化学结构赋予其优异的叶面铺展与持留能力，加上内核的缓释设计，使农药更持久地发挥作用，从源头减少施用量。这一“纳米战甲”还具有突出的环境友好性，因其材料源于天然，制备过程绿色。水生生物毒性试验表明，其对斑马鱼水生生物的毒性比传统乳油制剂降低约49 %，环境安全性显著提高。
汪清民教授及南开大学化学学院宋红健博士生导师、天津农学院张静静副教授为该论文共同通讯作者。南开大学化学学院博士研究生许鑫鑫为该论文第一作者。该研究工作获得国家重点研发计划资助。
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南开团队厉害啊，又一项绿色技术突破，给科研人员点赞！👍
这个“纳米战甲”的靶向释放设计太巧妙了，精准打击害虫，农业科技越来越智能了。
纳米农药听起来真酷，减少用量还能保护环境，希望早日推广！