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

李强

江苏快达农化股份有限公司江苏省南通市226000

摘要： 随着科技水平不断提高，人们对于农业生产中化学品使用量也越来越多。但是由于长期大量地使用化肥、农药等化学物质，导致了一系列环境问题和食品安全问题。为解决这些问题，绿色环保型农药制剂成为当前热门话题之一。而作为绿色农药制剂重要组成部分的纳米农药制剂则备受关注。本文主要围绕新型纳米农药制剂载体材料展开讨论与研究。

关键字：新型纳米农药；制剂载体；特点

引言

近年来，随着纳米技术的发展以及应用领域的扩大，各种类型的纳米材料被广泛运用到各个行业之中。在农药制剂方面，利用纳米技术开发出具有高效性、低毒性、无公害等特点的新型纳米农药制剂已经成为目前研究热点之一。然而，传统意义上所说的纳米材料并不能完全满足现代化绿色农药制剂的要求，因此需要进一步深入研究开发更加适合现代化农药制剂的新型纳米材料。

一、纳米技术及纳米农药

纳米技术是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内的科学技术。其主要特点包括：高比表面积、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。这些特性使得纳米科技具有了许多独特而优异的性质，如高度灵敏性、快速响应性以及特异识别性等等。

目前，纳米技术已经被广泛应用于各个领域，特别是在生物医学方面得到了迅速发展。

随着纳米科技的不断进步与创新，人们对于纳米材料的需求也越来越大。由于传统意义上的纳米材料往往只具备单一或少数几个特定的性能，难以满足现代社会多元化的需求。因此，开发新的多功能性纳米材料成为当前研究热点之一。

作为一种新兴的功能高分子材料，聚合物基纳米复合材料因其良好的可加工性、可控制性及较好的稳定性，近年来受到了广泛关注。同时，利用纳米技术将其他材料进行改性或者修饰，可以赋予其更加优良的性能，从而拓展其应用前景。

纳米技术是指在三维空间范围内至少有一维处于纳米尺度(1~100nm)或由它们作为基本单元构成的复合体系。其特点在于具有特殊性质和优异性能。目前，随着科技不断发展，纳米技术已经被广泛应用于各个领域中，其中包括农业领域。将纳米技术运用到农药制剂上可以有效地提高农药的药效并减少对环境的污染。

纳米农药主要分为两种：颗粒型和乳液型。颗粒型纳米农药以二氧化硅、氧化锌等无机物为主要原料；而乳液型纳米农药则采用聚合物或者蛋白质等生物大分子作为载体。

与传统农药相比，纳米农药不仅能够增加药物的附着性以及渗透力，还能大幅度提高农药的杀虫效果。此外，纳米农药所含成分较低且不易使害虫产生抗药性，因此使用量也相对较小。

然而，纳米农药制剂仍然存在一些问题亟待解决。例如，制备成本高昂、稳定性差、难以大规模生产等等。

针对上述问题，我们需要进一步探索新的纳米农药制剂载体材料，以便更好地发挥纳米农药的优势，同时降低制备成本，增强稳定性，实现规模化生产。

二、纳米农药制剂的特点

与传统农药相比，纳米农药具有以下几个方面的优点：（1）比表面积大。由于粒径小，比表面积相对较大，可以提高药物在植物体内的附着力和生物利用率；（2）活性高。纳米粒子本身就是一种很好的催化剂或激活剂，能够增强农药对靶标害虫、杂草等的杀灭效果；(3)毒性低。纳米农药一般都是无机或者有机化合物构成，其化学性质比较稳定，不易分解出有害成分，因此安全性能较高；(4)易加工。纳米农药制剂通常采用溶剂挥发、熔融乳化等方法进行制备，工艺简单方便，易于大规模生产。

然而，目前纳米农药制剂仍存在一些问题亟待解决，主要包括以下几点：一是分散性差。纳米颗粒大小不均且容易聚集成团，导致药效降低甚至失效；二是稳定性不足。纳米材料本身不稳定，容易受到环境因素如温度、湿度等影响而发生变化；三是成本过高。纳米材料的制备过程较为复杂，需要使用高端设备并消耗大量试剂，从而增加了产品成本。为了克服这些问题，近年来国内外学者们积极探索各种途径，寻找新的纳米农药制剂载体材料已成为当前研究热点之一。

三、纳米农药剂型

目前，纳米农药主要包括乳油、可湿性粉剂、悬浮液和水分散粒剂等几种形式。其中，以水基为主要溶剂的分散粒剂是应用最为广泛的一类产品。但由于其稳定性差、易受到外界环境影响而导致药效下降等缺点，限制了它在实际生产中的推广与使用。因此，开发一种具有较好稳定性且能提高药效的新型纳米农药制剂成为当前研究热点之一。

近年来，许多学者通过对不同类型载体材料进行筛选并结合表面修饰技术，成功地制备出多种性能优良的纳米农药制剂。下面将分别介绍几种类型的纳米农药制剂及其研究进展情况。

(1)硅基载体材料

硅基载体材料因其良好的生物相容性以及高度可控的物化性质被广泛用于医药领域。同时，利用其表面易于修饰的特点，可以进一步改善纳米粒子的物理化学性质，从而实现更优异的杀虫效果。例如，有研究者采用溶胶-凝胶法合成了一种含有环氧基团的硅基纳米颗粒，该颗粒经紫外线辐照后释放出游离毒素，显示出一定的杀菌活性。另外，还有利用手段将硅基载体材料与其他功能化试剂相结合，如引入荧光分子或金属离子等，使得纳米粒子不仅具备农药作用，还兼具示踪、成像等特殊功能。

(2)碳基载体材料

除硅基之外，碳基载体材料也备受关注。相比于硅基材料而言，碳基材料具有更高的比表面积和更多的官能团可供选择，因而更能够满足纳米农药制剂多样化的需求。例如，有研究者利用石墨烯量子点作为疏水改性剂，将其负载到高岭土上形成复合物，然后再将其制成纳米农药制剂，结果表明该制剂对朱砂叶螨表现出很好的杀灭效果。此外，还有利用地球囊泡这一天然的碳基载体材料，将其包裹进纳米粒子内部，得到一种具有良好稳定性和靶向性的纳米农药制剂。

(3)多功能载体材料

除了上述两种基本类型的载体外，还有利用水溶液、聚合物等其他物质构建的多功能载体材料。这些材料通常具有多个界面和维度，因而具有更为复杂的结构和性质。例如，有研究者将聚乳酸与二氧化钛混合后加入水中，经过超声处理后即可得到一种具有光催化降解能力的纳米农药制剂；另外，还有利用手段将无机/有机杂化材料与纳米粒子相结合，赋予纳米粒子除草、抗病毒等多重功效。针对现有纳米农药制剂存在的问题，各种类型的载体材料都有着各自独特的优势和适用范围。未来需要继续深入探索各类材料的特性及相互关系，不断优化纳米农药制剂的配方和工艺，以期获得更高质量的产品并推动其实际应用。

四、纳米农药制剂材料

随着科技不断发展，人们对于农业生产也越来越重视。在实际应用中，传统农药会对环境造成污染和破坏，而且药效较短、使用量大等问题也逐渐凸显出来。因此，研发一种高效环保型农药成为当前热点话题之一。其中，纳米技术被广泛运用到农药领域当中，通过将有效成分包裹在纳米粒子内部或者表面上，从而提高药物的水溶性以及生物利用率，同时还能够增强其稳定性与持久性。

目前，纳米农药制剂主要包括两种类型，即无机纳米农药制剂和有机纳米农药制剂。其中，无机纳米农药制剂具有良好的光热性能和化学反应活性，可以实现对病虫害的快速杀灭；而有机纳米农药制剂则更加适用于大规模喷洒，不仅能够减少用药量，降低环境污染，还能够提高防治效果。但是由于无机纳米农药制剂成本高昂，难以大面积推广，因此有机纳米农药制剂备受关注。

为了进一步提升有机纳米农药制剂的质量和效率，需要选择合适的载体材料作为基础支撑。近年来，以聚合物为主要材质的纳米农药制剂载体材料得到了广泛应用。例如，聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、木质素磺酸钠(LSNs)等都已经被证明是非常有效的载体材料。这些高分子化合物通常具有良好的成膜性、可降解性以及生物相容性，并且价格相对低廉，有利于大规模工业化生产。此外，一些天然多糖类物质如壳聚糖、海藻酸盐等也被证实可以用于制备有机纳米农药制剂载体材料。纳米农药制剂作为一种新兴产品，有着广阔的市场前景和重要意义。未来，我们应该继续深入探究纳米农药制剂的相关机理及其影响因素，开发更为安全、高效、经济的新型纳米农药制剂，推动我国现代化农业进程稳步向前迈进！

结语

综上所述，纳米农药制剂作为一种新兴产品，有着广阔的市场前景和重要意义。未来应该加大相关技术的研究开发力度，优化载体制备工艺，探索更为安全、高效、经济的制备方法，推动我国纳米农药制剂产业向更高水平迈进。

参考文献

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