通讯作者
崔博（中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所）
长期从事纳米生物学与农业化学品纳米递送技术研究，利用纳米技术构建了纳米分散体、纳米囊、纳米球等多种难溶性农药的纳米制剂，并对其提质增效机制及安全性进行了系统研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目及课题8项，以第一/通讯作者在ACS Nano、Carbohyd. Polym.、Chem. Eng. J. 等期刊发表论文30余篇。目前担任Nanomaterials 期刊青年编委。
研究背景
杂草作为农田生态系统的重要组成部分，不仅影响农作物生长，也是导致作物减产的主要原因。传统除草剂制剂存在有效利用率低、持效期短等问题，长期、过量施用除草剂不仅破坏了生物多样性和土壤生态环境，还加剧了杂草抗性。纳米除草剂，特别是载体包覆型体系，可以借助纳米颗粒的小尺寸、大比表面积和高渗透特性以及载体的多功能性，协同增强药剂的有效性与安全性，为克服传统制剂功能缺陷提供了新途径。本文总结了纳米除草剂的制备方法，并依据载体种类对纳米制剂进行了归类；综合分析了不同载体包覆型纳米除草剂的性能及其应用优势，提出了纳米除草剂的风险与挑战。
研究内容
1、纳米除草剂的制备方法
纳米除草剂的制备方法主要分为纳米颗粒化和纳米载体化两种方式。纳米颗粒化是将农药直接加工成纳米级粒子，可采用自上而下 (湿法研磨、高压均质、熔融乳化、超声分散等) 和自下而上 (微沉淀、溶剂挥发、界面聚合等) 两种途径。纳米载体化法是通过吸附、偶联、镶嵌、封装等方式将农药活性成分负载于载体中来提高农药的稳定性、控释性及有效利用率，延长持效期。
纳米除草剂的制备方法
2、纳米除草剂中的种类及特性
聚合物基纳米除草剂：聚合物载体主要有聚己内酯，聚乙二醇，三聚磷酸钠，壳聚糖，玉米醇溶蛋白，海藻酸盐，木质素，纤维素等。天然聚合物载体在生物安全性方面具有显著优势，但存在免疫原性反应、降解速率难以控制以及机械强度不足等问题。合成聚合物载体具有更优异的稳定性和结构可控性，但其潜在毒性及较高的生产成本为其主要限制因素。
黏土基纳米除草剂：典型黏土类载体包括水滑石、海泡石、蒙脱石和凹凸棒石，具有成本低、易于获取的优点。黏土基纳米除草剂能有效提高难溶性农药的溶解性和分散性，延长药物持效期。
硅基纳米除草剂：硅基纳米载体通常具有有序的孔结构且孔径大小可调，比表面积高，机械性能、热稳定性及生物相容好，主要包括纳米介孔二氧化硅、纳米中空二氧化硅和纳米介孔有机二氧化硅。硅基纳米除草剂有利于提高农药利用率、促进对靶吸收，并可在一定程度上发挥植物营养调节功能。
金属有机框架 (MOFs) 基纳米除草剂：MOFs载体结构多样且高度可调，具有孔隙率大、载药量高及生物相容等优点，有利于提高除草剂的控释性及靶向性。
碳基纳米除草剂：碳基载体具有成本低、生态友好、稳定和可修饰特性，可提高除草剂的除草活性及对非靶标生物的安全性。
3、纳米除草剂的优势
纳米化提高了难溶性除草剂在水中的溶解性和分散性；
载体的纳米包覆作用增强了活性成分的稳定性，延长了持效期，减少了除草剂的使用剂量和施用频率，降低了对非靶标生物的毒性及环境污染；
通过精确调控纳米载体的组成、结构和功能，可有效改善农药液滴的叶片润湿、吸附和滞留性能，赋予纳米递送系统环境响应特性，从而提高除草剂的靶向性、利用率和生物活性。
纳米除草剂的优势
阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2079-4991/15/17/1304
Nanomaterials 期刊介绍
主编：Eugenia Valsami-Jones, University of Birmingham, UK
期刊主题涵盖纳米材料 (纳米粒子、薄膜、涂层、有机/无机纳米复合材料、量子点、石墨烯、碳纳米管等)、纳米技术 (合成、表征、模拟等) 以及纳米材料在各个领域的应用 (生物医药、能源、环境、电子信息等) 等。
2025 Impact Factor：4.8
2025 CiteScore：10.3
Time to First Decision：12.5 Days
Acceptance to Publication：2.7 Days
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/nanomaterials
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