山东农大刘峰团队 CEJ:利用双重屏蔽效应构建兼具速效性和持效性的农药微囊负载体系
2022-12-19 来源:高分子科技
光解是影响农药利用率的重要因素。对于高活性的光敏农药,约50%的有效成分在施用过程中光解而丧失药效,而以高分子材料将农药包覆后可显著减缓农药的光解。通常来说,微囊的囊壳通过遮光作用来保护其活性成分,因此,不同性质的囊壳对活性成分具有不同的保护作用,致密的囊壳可增强活性成分的光稳定性,但载体体系速释性较差,无法在病虫害发生前期快速控制病虫害;而速释型微囊迅速将活性成分释放,其活性成分暴露在紫外光下被光解。解决农药微囊产品速效性和持效性之间的矛盾,是提高农药利用率的重要路径。
团队研究发现,静电自组装微囊中阳离子材料(烷基季铵盐)的碳链长度是影响微囊形貌的重要因素(图1)。结果表明,烷基季铵盐的碳链越长,囊壳越疏松且易塌陷。不同类型的微囊在施用至靶标界面时,囊壳致密的微囊释放缓慢,紫外光在分解上层囊壳后可直接达到活性成分层,而对于囊壳疏松的微囊而言,囊芯通过渗透作用快速释放至微囊底部,微囊塌陷,紫外光需要穿透两层囊壳才能到达活性成分层(图2),上下两层囊壳同时通过遮光作用保护囊芯,有效解决了阿维菌素等农药的光解问题,显著提高了农药利用率。
图2.(A)阿维菌素在紫外光照下在阿维菌素中的光解动力学曲线(B) 渗透试验装置用于验证双层屏蔽效果和渗透试验中阿维菌素渗透到载玻片上的量(C) 渗透试验中阿维菌素渗透到载玻片上的荧光图像。(c-1)光照后微囊的形态变化的扫描电镜图像(E)紫外光照射下四种类型的阿维菌素微囊的形态变化示意图
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140899
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