近日，植物保護(hù)學(xué)院劉峰教授領(lǐng)銜的農(nóng)藥高效利用與環(huán)境安全團(tuán)隊(duì)以“Interfacial Polymerization Depth Mediated by the Shuttle Effect Regulating the Application Performance of Pesticide-Loaded Microcapsules”為題在線(xiàn)發(fā)表在ACS Nano上，團(tuán)隊(duì)劉峰教授和張大俠副教授為該文通訊作者，碩士研究生張濤為第一作者，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文第一完成單位。

微囊化是提高農(nóng)藥利用率和降低農(nóng)藥安全風(fēng)險(xiǎn)的重要手段，也是當(dāng)前農(nóng)藥制劑的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。界面聚合是當(dāng)前工業(yè)化采納率最高的主流微囊化制備技術(shù)，但該技術(shù)主要適用于包覆吡唑醚菌酯和毒死蜱等脂溶性強(qiáng)的農(nóng)藥，在制備水溶性偏強(qiáng)的品種時(shí)所成微囊穩(wěn)定性差和難以獲得高含量產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于囊芯極性程度對(duì)微囊形成過(guò)程的影響及其微觀機(jī)制未見(jiàn)合理闡釋和明確的解決方案，成為制約水溶性偏高農(nóng)藥微囊化進(jìn)程的難題和障礙。

農(nóng)藥高效利用與環(huán)境安全團(tuán)隊(duì)以殺線(xiàn)劑噻唑膦（水中溶解度9 g/L）為模式農(nóng)藥，在高水溶性農(nóng)藥微囊制備和穩(wěn)定機(jī)理方面取得了理論和技術(shù)突破。研究者首先利用不同極性程度溶劑改變囊芯體系的親水性，發(fā)現(xiàn)隨著親水性增強(qiáng)，所成的微囊間粘連程度增加，殼層表面褶皺且變厚，而微囊釋放速率卻提高。為分析其原因，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了能夠?qū)⒛覛ば纬傻奈⒂^過(guò)程宏觀可視化的界面管式演化模型，發(fā)現(xiàn)并提出了“界面穿梭效應(yīng)”，即當(dāng)囊芯油相極性或親水性較強(qiáng)時(shí)，水相單體容易越界進(jìn)入油相，與油相單體MDI發(fā)生反應(yīng)，隨著水向油相傳質(zhì)深度的增加，界面膜雖逐漸增厚但卻疏松多孔。而當(dāng)油/水相親和程度減弱時(shí)，水相單體僅與淺層油相的MDI發(fā)生聚合反應(yīng)，因此形成的界面膜薄但致密，這種現(xiàn)象在微囊形成的微觀過(guò)程中也得到了證實(shí)。在此基礎(chǔ)上，研究者提出了控制界面穿梭效應(yīng)的策略，通過(guò)利用疏水性強(qiáng)的溶劑降低油相親水性、二次包覆以及增加油相粘度等措施，獲得了殼層致密貯存穩(wěn)定的噻唑膦微囊懸浮劑產(chǎn)品，能夠延緩噻唑膦釋放，進(jìn)而縮短了隨水施藥時(shí)噻唑膦在土壤中的淋溶深度，將更多的噻唑膦集中在蔬菜根系周?chē)瑢?duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病防效比常規(guī)劑型制劑提高約20%，對(duì)蔬菜的藥害也得到了極大控制。

圖1. 不同親水性溶劑制備的噻唑膦微囊形貌

圖2. 囊芯親水性影響囊殼結(jié)構(gòu)及微囊應(yīng)用效果

這一成果豐富了農(nóng)藥制劑加工理論，對(duì)于指導(dǎo)性質(zhì)相近的其它農(nóng)藥的微囊化和緩控釋具有借鑒作用。

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波