关于新型纳米农药制剂载体材料的研究

关于新型纳米农药制剂载体材料的研究

李雪晨

鹤壁全丰生物科技有限公司安阳分公司

摘要：从促进我国农业长远发展的角度来讲，新型纳米农药制剂应用是非常可行的，能够弥补传统农药应用的不足，促进农作物良好生长，实现优质高产的目的，同时有效保护环境。当然，前提条件是选用适合的载体材料，植被具有较高使用性能的纳米农药。以下本文将从概述纳米农药展开，着重分析和探头新型纳米农药制剂载体材料。

关键词：纳米技术；纳米农药；载体材料；精准控释

一、纳米农药概述

所谓纳米材料是指粒径在任一维度处于1~100nm以内的材料。它具有诸多理化特性，比如尺寸较小、高反应活性较强、量子效应明显等。纳米农药目前尚未提出统一定义。基本上将小于1000nm或带有“纳米”前缀，或具有小尺寸相关特性的农药剂型被称为纳米农药。科技创新的背景下现代农业发展过程中应当积极研究和应用新型纳米农药制剂，以便利用农药有效消杀病虫害，促使农作物良好生长的同时，降低农药对农业面源的污染。为此，应当加强对纳米农药控释制剂载体材料的研究，选用适合的聚合物类材料、无机非金属材料等等，提高农药载体的应用效果。

目前，不同纳米农药的粒径范围不尽相同，主要是因为不同纳米农药的制备方法及分散体系存在差异所致，比如纳米乳液的粒径范围为20~200nm、纳米分散体粒径范围为50~200nm、纳米微球的粒径范围为50~1000nm、纳米微囊的粒径范围为50~1000nm、纳米胶束的粒径范围为10~200nm等等。从目前纳米农药制备实践情况来看，常用的、有效的、可行的制备方法有两种，一种是直接将农药活性物质加工成为小尺寸的纳米粒子；另一种是以纳米材料为载体，采用吸附、偶联、包裹等方式负载农药，创建纳米载药体系。采用此种方式所制备的纳米农药制剂有聚合物类制剂、黏土材料纳米制剂、二氧化硅纳米制剂等等[1]。

二、纳米农药剂型

（一）基于传统农药剂型的纳米农药

基于传统农药剂型的纳米农药有多种，比如微乳剂、纳米乳液、纳米分散体等等，是基于传统农药物质进行制备，形成的小尺寸纳米粒子，具有传统农药所无法比拟的优势。就以微乳剂为例，它是由水、油、两亲性物质组成的，具有光学特性和热力学特性，且微观上利用表面活性剂界面膜来提高其稳定性的一种或两种液体的微滴构成。相对来说，微乳滴的分布较窄，粒径为30nm时仅为同样大小的球形。回顾分析微乳剂研究历程，早在20世纪70年代就已经开始，首次制备成功的微乳剂为氯丹微乳剂，在此之后随着研究的不断深入，微乳剂不断创新，使之具有更多的优势，比如渗透性较强、附着性较强、药性较强等等。

（二）基于材料负载的纳米农药

1. 纳米微球

纳米微球是农药活性成分均匀分布在纳米载体材料之中。这一纳米农药制备的过程中采用无极性负载方式，通过吸附或者合成来生成纳米农药，它的粒径范围较大，在50~1000nm之间。为了保证纳米微球具有较高的应用价值，在具体制备纳米微球的过程中所应用的材料有固体脂质体、聚乳酸等等。孙长娇等人士在研究纳米微球的过程中，提出应用乳化—溶剂挥发法来制备嘧菌酯聚乳酸纳米微球，认为纳米微球粒径会受表面活性剂的浓度种类所影响，也会受聚乳酸用量的影响，使得纳米微球的最小粒径为236nm。Xiang等人士还制备出以多孔碳酸钙为载体的纳米缓释农药，可提高农药药性，如若将其应用于农业生产之中，能够有效消灭病虫害的同时，降低农药所引起的农业污染程度。在制备纳米缓释农药的过程中是以溶性淀粉为载体，采用共沉淀法合成多孔碳酸钙微球，并且使之能够负载农药，具有良好的缓释行为。那么，此种纳米农药在具体应用的过程中能够有效控制农药分子迁移，提高农药利用率，降低环境污染[2]。

2. 纳米胶束

纳米胶束又被称之为胶团，是过量的表面活性剂在水中自组装形成的胶体溶液。它是由两亲性表面活性剂分子构成的。表活性剂浓度高于临界胶束浓度，此时水中会自主装形成纳米级别的核-壳形胶束，将其放置在水溶液之中，会表现出亲水性，并且亲水性较强的一端处于水溶液表面，而疏水性的一端则处于内核。通常情况下所制备的纳米胶束粒径范围为10~200nm，尺寸较小，这是制备方法及表面活性剂影响所致。纳米胶束具有载药量大的特点，利用其负载农药，可大大提高其有效性和稳定性。

三、纳米农药制剂载体材料

（一）聚合物类纳米材料

用于纳米农药制剂制备的聚合物类纳米材料有天然聚合物材料、化学合成聚合物材料等等，主要是物理、化学结合方式来负载农药，制备成纳米胶束、纳米微球或者纳米胶囊等等，能够大大提高农药利用率。

1. 天然聚合物材料

目前，可作为载体材料的天然聚合物材料有多糖、蛋白质、天然磷脂等等。将多糖作为农药控释制剂的载体材料，那么所制备的纳米农药具有易降解、成本低、来源广等特点。主要是多糖含有不同聚合度单糖的碳水化合物，将其作为载体材料来应用，可以将疏水性农药装入其中，进而提高纳米农药的应用效果。相对来说，多糖是一种适用范围较广的载体材料，能够负载所有农药制剂。蛋白质也可以作为农药控释制剂的载体材料，在纳米农药制备的过程中选用疏水性较强爱那个的植物蛋白或动物蛋白，制备成纳米胶束等。农药控释制剂制备的过程中也可应用天然磷脂，比如大豆、油菜种植、蜂蜡、玉米油等等，能够发挥其成本低、重复性较强等优势

[3]。

2. 化学合成聚合物材料

相对于天然聚合物材料而言，化学合成聚合物材料更为适用，主要是其物理、化学稳定性较强，具有耐酸、耐碱、耐侵蚀的特性；表面基团数量及种类较多，可根据实际需求而改变其性能；可备选的载体材料较多，某些特定材料的应用能够大大提高纳米农药的稳定性。比如聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、聚丁二酸二甲酯-聚乙二醇共聚物（PBMSPEG）、聚琥珀酸亚胺等材料的应用，能够制备新型微胶囊，具有较好的沉积黏附性能。

（二）无机非金属纳米材料

可作为纳米农药制剂的载体材料应用的无机非金属纳米材料有介孔二氧化硅、粘土和水滑石插层材料等。

1. 介孔二氧化硅

从制备纳米农药的角度来讲，介孔二氧化硅具有生物相容性较好、介孔结构稳定、大的比表面积等优点。以介孔二氧化硅为载体材料的纳米农药，能够实时激活农药、精准控释农药，促使农药靶向释放，大大提高农药利用率。另外，利用介孔二氧化硅作为载体材料进行纳米农药制备，可以降低纳米农药对农作物生长的影响，同时有效地消杀害虫。

2. 粘土和水滑石插层材料

粘土和水滑石插层材料作为载体材料应用于纳米农药制备之中，可充分发挥粘土材料和水滑石的优点，提高纳米农药的应用效果。其中，粘土材料应用，主要是借助其特殊的层状结构，使得农药载体具有较好的吸附性、溶胀分散性及离子交换性等等，能够提高纳米农药的载药量及响应性控释效果。水滑石则作为一种生物相容性材料来应用，可提高纳米农药的环保性。

结束语：

综上所述，病虫害给农作物生长带来的威胁较大，又因为传统农药应用虽然能够有效消除病虫害，但容易造成农业面源污染严重。对此，应当积极研究和应用纳米农药，提高农药利用率，同时降低环境污染。这需要相关研究人员选用适合的载体材料，比如聚合物类材料、无机非金属材料等等，充分发挥载体材料的优势，促使纳米农药可以响应性控释，获得良好的应用效果。

参考文献：

[1]潘华,李文婧,吴立涛,等. 新型纳米农药制剂载体材料的研究进展[J]. 材料导报,2020,34(z2):99-103.

[2]梁丽欢,谭耀华,江杨杨. 新型纳米农药防治水稻病虫害田间试验效果评价[J]. 农家参谋,2021(20):83-84.

[3]江彦军,孙明清,张红芹,等. 纳米农药制剂对小麦蚜虫的防效试验[J]. 安徽农学通报,2020,26(12):74-75.