中国农业大学植保学院沈杰、闫硕团队提出纳米材料“战士–快递员”双功能植物保护策略

近日，植物保护学院沈杰、闫硕团队在Chemical Engineering Journal 发表综述论文Nano-Enabled Control-Promotion Strategy for Redefining the Landscape of Plant Protection: Warriors, Couriers or Both。研究首次从“Warriors–Couriers（战士–快递员）”双重角色出发，提出纳米材料内源生物活性与递送调控功能协同耦合的新框架，为纳米植物保护技术的发展提供了新的理论视角。

农药是保障粮食安全和作物稳产的重要生产资料，但长期面临利用率低、环境流失快、残留风险高以及抗药性加剧等问题。近年来，纳米技术为提高农药稳定性、递送效率和精准利用提供了新的解决方案。然而，现有研究大多将纳米材料视为单纯的递送载体或活性成分，缺乏对其多重功能及协同机制的系统认识。

纳米材料在植物保护中的双重功能角色：作为载体的“快递员”与作为活性成分的“战士”

研究表明，纳米材料不仅能够作为“战士”，通过物理损伤、化学毒性、生物信号调控以及光热/光催化等机制直接抑制病原物和害虫，还能够作为“快递员”，提高农药、RNA、生物农药等活性成分的稳定性、运输效率和精准释放能力。进一步分析发现，这两类功能并非彼此独立，而是共同受到表面活性、膜亲和性、界面相互作用和结构响应性等关键理化特性的调控，因此存在广泛的功能耦合与协同增效关系。

纳米材料作为活性成分在植物保护中的多种作用机制

纳米材料作为递送载体在植物保护中的递送调控途径

在此基础上，研究对不同类型纳米材料的功能特征进行了重新梳理，指出金属纳米材料更偏向于发挥抗菌、抗病毒和杀虫等生物活性作用，聚合物和脂质材料则主要承担递送与保护功能，而碳基材料和杂化纳米材料等则兼具“战士”与“快递员”的双重潜力。研究还系统总结了常规纳米农药、RNA/蛋白纳米农药、多组分共递送体系以及双功能纳米平台等代表性应用模式，并从产业化制造、田间适应性、生态安全和监管体系等方面分析了未来发展方向。

基于纳米的植物保护体系的代表性应用策略及功能整合

研究认为，未来纳米植物保护技术的发展不应仅追求更复杂的材料结构或更高的递送效率，而应更加关注内源活性与递送功能的协同设计，实现病虫害防控、植物免疫调控和农药精准利用的有机统一。未来纳米植物保护技术的突破，或许并不在于某一功能的极致提升，而在于多种功能间的协调联动与优势互补，使防控效能、资源利用与生态安全在动态平衡中实现协同提升。

中国农业大学植物保护学院沈杰教授和闫硕教授为该论文共同通讯作者，博士研究生蒋沁宏为论文第一作者，中国农业大学植物保护学院董民副教授、博士研究生乔恒、博士研究生关梅、博士研究生刘晨霄和北京化工大学尹梅贞教授也参与了该项工作。该研究获得了国家重点研发计划（2024YFC2607600），国家自然科学基金（32372631），国家重点研发计划（2023YFD1700304）和中国农业大学2115人才培养计划等项目的资助。