柏连阳院士团队开发出除草剂丙草胺控释微胶囊，已成功完成规模放大验证

摘要：近日，柏连阳院士团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF5year=13.5）上发表了题为″Scalable engineering of sCNC microcapsules for Synergistic wee

世界农化网中文网报道：近日，柏连阳院士团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF5year=13.5）上发表了题为″Scalable engineering of sCNC microcapsules for Synergistic weed control and environmental safeguarding″的研究论文。该研究利用磺化纤维素纳米晶（sCNC）作为稳定剂，通过Pickering乳液模板法，成功构建了一种可规模化、无溶剂生产的除草剂丙草胺控释微胶囊（Pre@CL-sCNC）。该制剂在高效杀灭杂草的同时，显著降低了对水稻作物、水生生物、蜜蜂乃至人体细胞的毒性，实现了农药的″精准打击″与″环境友好″。

图1 Pre@CL-sCNC的制备流程及其杂草控制和环境保护示意图

本研究采用来源广泛、价格低廉的棉花纤维素作为原材料，通过绿色、无溶剂的Pickering乳液模板法进行制备农药微胶囊，所使用的设备均为工业通用设备，使得大规模、低成本生产高性能农药微胶囊成为可能（图1）。所制备的微胶囊具有高达74.8%的载药量，封装效率达到92.9%。研究人员通过等温滴定量热、分子对接和分子动力学模拟，深入揭示了其负载机制，证实sCNC与丙草胺分子之间通过氢键驱动的自发结合是实现高负载的关键。在温室实验中，Pre@CL-sCNC在400 g a.i./ha剂量下对稗草的鲜重防效和视觉防效分别达到91.7%和92.3%，显著优于传统乳油制剂。进一步研究表明，Pre@CL-sCNC处理能有效激活水稻体内的抗氧化系统，从而帮助作物更好地抵御除草剂引发的氧化应激，增强自身恢复能力。此外，在生物安全性方面，Pre@CL-sCNC对斑马鱼、人体细胞及蜜蜂的毒性均显著低于传统乳油。

该研究为农田杂草精准防控提供了一条绿色、高效、可产业化的新路径，为农业绿色投入品研发注入新活力。目前该工艺已成功完成500公斤级规模的放大验证，结果表明其工艺稳定性与可重复性良好（无溶剂化合成），成本约7000元/吨，为后续的商业化放大生产铺平了道路。