南开化学团队在光交联构建纳米凝胶提高农药利用率领域取得重要进展

日期:03-15-2024

世界农化网中文网报道：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，纳米农药存在着研发难度大、制备过程复杂、成本高的缺点。

近日，南开大学化学学院汪清民教授团队在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上发表题为″基于多功能乳化交联剂光交联高效制备谷胱甘肽响应的纳米凝胶提高农药的利用率″（Facilely construct of GSH-responsive nanogel by photocrosslinking based on a new multi-functional emulsify-crosslinking agent for comprehensively improved utilization rate of pesticides）的文章。该研究首次通过光交联不需额外添加任何化学试剂的方式高效构建了多功能纳米凝胶，实现了农药的精准释放，同时兼具有叶片高黏附性及优良的抗光解性能，显著提高了农药的利用率，进而降低对生态环境的危害。

纳米凝胶制备与应用示意图

该研究将硫辛酸引入到表面活性剂中，制备了兼具表面活性和交联特性的多功能乳化交联剂，并首次通过光交联的方式一步构建了内部为三维网状结构的纳米凝胶。该纳米凝胶内部的三维网状结构使其具有明显的缓释性能，有利于病虫害的长效防治。由二硫键构成的三维网状结构赋予了纳米凝胶对于谷胱甘肽的响应性，实现了农药的精准释放。此外，该纳米凝胶有效提高了药液在叶片表面的铺展性能和耐雨水冲刷能力以及光不稳定药物的抗光解能力，进而提高了农药的利用率。研究团队提出的上述纳米农药制备新策略，为纳米农药的绿色低碳化发展开辟了新途径。