可持续农业迎新曙光,无微塑料农药载体展潜力

来自特温特大学(荷兰)和拜罗伊特大学(德国)的研究人员为作物保护剂开发了无微塑料封装。他们最近在《先进材料》上发表了他们的研究结果

诸如农药之类的作物保护剂的可持续应用是现代农业面临的重大挑战之一。现在,来自特温特大学和拜罗伊特大学(德国)的一组研究人员取得了重大进展,他们开发了一个有前途的解决方案。

在安德烈·格罗谢尔教授和弗雷德里克·武尔姆教授的领导下,研究人员成功地合成了完全可降解的嵌段共聚物,这是一种由不同重复单元段(“嵌段”)组成的聚合物。基于聚磷酸酯,研究人员从这些聚合物中创造出了所谓的聚合物立方胶束——微观上的小立方颗粒,其具有高度的内部有序性,孔隙直径约为 20 纳米

“在生产过程中,我们给这些聚合物立方液晶加载了杀菌剂,”格罗谢尔教授解释道。“加载的立方液晶具有很高的抗真菌活性,对灰霉病(一种常见的植物病害)。”

灰霉病,也称为葡萄孢菌病,在草莓和葡萄的种植中尤其具有破坏力。值得注意的是,立方液晶仍然会附着在葡萄叶上,并在数天内持续释放杀菌剂。

“十多年来,我们一直在医学领域使用受 DNA 启发的聚磷酸酯来进行药物输送,”乌尔姆教授解释道,“现在,我们首次将这些可生物降解的材料应用于植物保护。这样能让我们避免环境中出现微塑料。”

苏娜·阿兹达里(Suna Azhdari)的博士研究促成了这一突破,她着重强调:“与传统的无孔固体颗粒相较而言,我们的聚合物立方体囊泡所显示出的活性物质释放速度明显更快。这表明农作物保护剂的应用效果更佳,同时减少了未使用物质向土壤的浸出。”

这种创新的一个尤为重要的方面在于立方胶束的完全可降解性。“我们的聚合物立方胶束完全降解为无害的乳酸和磷酸盐衍生物,”乌尔姆教授着重指出。“这使得它们成为一种颇具前景、不含微塑料的作物保护剂载体系统,同时也凸显了其在可持续农业方面的潜力。”

这一发展或许能为更环保、更高效的农业作出重大贡献,同时也为农业应用中的微塑料污染问题提供了一种解决方案。