隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,農(nóng)藥的過度使用已成為一個嚴(yán)重的社會問題,。它不僅對環(huán)境造成污染,,還可能導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞和人類健康的風(fēng)險。因此,,開發(fā)新型,、可持續(xù)的農(nóng)藥制劑已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。然而,,現(xiàn)有的農(nóng)藥制劑往往存在釋放效率低,、環(huán)境適應(yīng)性差等問題,亟需創(chuàng)新的技術(shù)來解決這些問題,。
近日,,新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院李君副教授團(tuán)隊(duì)在International Journal of Biological Macromolecules發(fā)表了題為Maleic anhydride-functionalized cellulose nanocrystal-stabilized high internal phase Pickering emulsion for pesticide delivery的研究論文,構(gòu)建了以一種以棉花纖維素為原料的新型農(nóng)藥遞送系統(tǒng),。這種新型農(nóng)藥遞送系統(tǒng)具有制備低成本,、農(nóng)藥負(fù)載量高和穩(wěn)定性(離子和紫外光)高的優(yōu)點(diǎn),為親脂農(nóng)藥的緩控釋遞送提供新思路,,對農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展具有重要意義,。
本文構(gòu)建了由馬來酸酐修飾的纖維素納米粒子穩(wěn)定的高內(nèi)相Pickering乳液(MANCs-HIPPEs),通過調(diào)節(jié)油相體積分?jǐn)?shù)(φ),、MACNCs濃度,、NaCl用量和流變性能考察了MACNCs-HIPPEs的穩(wěn)定性。在φ為0.8和MACNCs濃度為2wt%時獲得的高內(nèi)相Pickering乳液顯示出了優(yōu)異的鹽穩(wěn)定性(NaCl,,1200 mM)和儲存穩(wěn)定性(60天),。在不同溫度(15 ℃、25 ℃,、35 ℃)下,,負(fù)載吡蟲啉的MACNCs-HIPPEs(IMI@ MANCs-HIPPEs)對吡蟲啉的緩釋作用表現(xiàn)出明顯的熱響應(yīng)性,這些性能可抵御環(huán)境中鹽離子對乳液穩(wěn)定性的破壞,,并且可實(shí)現(xiàn)溫度刺激響應(yīng)下的吡蟲啉的緩/控釋,。此外,與市售的吡蟲啉水分散粒劑相比,,IMI@ MACNCs-HIPPEs在葉面上的鋪展,、滯留和葉片粘附實(shí)驗(yàn)中顯示出明顯的優(yōu)勢。
圖1. MACNCs和MACNCs-HIPPE的制備示意圖。,。
圖2. 制備的MANCs-HIPPE(MANCs濃度為2wt%,,φ為0.8)對NaCl(0-1200 mM)的穩(wěn)定性:(a)數(shù)碼照片;(b)光學(xué)顯微鏡圖像。
圖3. IMI@ MACNCs-HIPPEs在棉花葉面表面的鋪展和滯留實(shí)驗(yàn):(a)接觸角(+和-表示棉葉的正面和背面),;(b)IMI@ MANCs-HIPPEs的滯留量,。
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021級碩士研究生吳超為第一作者,新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)李君副教授為通訊作者,。本研究受到新疆維吾爾自治區(qū)天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃(2023D14020),、新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金(2022D01A175)和國家自然科學(xué)基金(32160352)的資助支持。
課題組研究方向包括:1.農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)衍生的智能材料(膜,、水凝膠,、乳液等)在藥物遞送、綠色農(nóng)藥和緩釋肥料領(lǐng)域的應(yīng)用,;2.生物質(zhì)衍生碳材料在土壤改良和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用研究,。