摘要:随着农业生产的不断发展,农药的过度使用已成为一个严重的社会问题。它不仅对环境造成污染,还可能导致生态平衡的破坏和人类健康的风险。因此,开发新型、可持续的农药制剂已成为当前研究的热点。然而,现有的农药制剂往往存在释放效率低、环境适应性差等问题,亟需创新的技术来解
随着农业生产的不断发展,农药的过度使用已成为一个严重的社会问题。它不仅对环境造成污染,还可能导致生态平衡的破坏和人类健康的风险。因此,开发新型、可持续的农药制剂已成为当前研究的热点。然而,现有的农药制剂往往存在释放效率低、环境适应性差等问题,亟需创新的技术来解决这些问题。
近日,新疆农业大学李君副教授团队在International Journal of Biological Macromolecules发表了题为Maleic anhydride-functionalized cellulose nanocrystal-stabilized high internal phase Pickering emulsion for pesticide delivery的研究论文,构建了以一种以棉花纤维素为原料的新型农药递送系统。这种新型农药递送系统具有制备低成本、农药负载量高和稳定性(离子和紫外光)高的优点,为亲脂农药的缓控释递送提供新思路,对农业的绿色发展具有重要意义。
本文构建了由马来酸酐修饰的纤维素纳米粒子稳定的高内相Pickering乳液(MANCs-HIPPEs),通过调节油相体积分数(φ)、MACNCs浓度、NaCl用量和流变性能考察了MACNCs-HIPPEs的稳定性。在φ为0.8和MACNCs浓度为2wt%时获得的高内相Pickering乳液显示出了优异的盐稳定性(NaCl,1200 mM)和储存稳定性(60天)。在不同温度(15 ℃、25 ℃、35 ℃)下,负载吡虫啉的MACNCs-HIPPEs(IMI@ MANCs-HIPPEs)对吡虫啉的缓释作用表现出明显的热响应性,这些性能可抵御环境中盐离子对乳液稳定性的破坏,并且可实现温度刺激响应下的吡虫啉的缓/控释。此外,与市售的吡虫啉水分散粒剂相比,IMI@ MACNCs-HIPPEs在叶面上的铺展、滞留和叶片粘附实验中显示出明显的优势。
图1. MACNCs和MACNCs-HIPPE的制备示意图。
图2. 制备的MANCs-HIPPE(MANCs浓度为2wt%,φ为0.8)对NaCl(0-1200 mM)的稳定性:(a)数码照片;(b)光学显微镜图像。
图3. IMI@ MACNCs-HIPPEs在棉花叶面表面的铺展和滞留实验:(a)接触角(+和-表示棉叶的正面和背面);(b)IMI@ MANCs-HIPPEs的滞留量。
新疆农业大学2021级硕士研究生吴超为第一作者,新疆农业大学李君副教授为通讯作者。本研究受到新疆维吾尔自治区天山创新团队计划(2023D14020)、新疆维吾尔自治区自然科学基金(2022D01A175)和国家自然科学基金(32160352)的资助支持。
课题组研究方向包括:1.农业废弃生物质衍生的智能材料(膜、水凝胶、乳液等)在药物递送、绿色农药和缓释肥料领域的应用;2.生物质衍生碳材料在土壤改良和环境领域的应用研究。
来源:淇方教育