氧化石墨烯作為農(nóng)藥助劑的研究在行業(yè)內(nèi)引起廣泛關(guān)注,鑒于其為農(nóng)藥領(lǐng)域的新知識,本文就對其有關(guān)情況予以匯總?cè)缦隆?/p>
1 什么是氧化石墨烯
氧化石墨烯是石墨烯的衍生物,是一種性能優(yōu)異的新型碳材料,其顏色為棕黃色,市面上常見的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀。因其生物相容性好、比表面積大、表面易濕性等特點,在醫(yī)療及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域已有較多應(yīng)用,尤其在生物成像、生物傳感器、抗菌材料、癌癥診斷與治療等方面均有較大應(yīng)用,但在植物保護領(lǐng)域的應(yīng)用鮮有報道。
2 氧化石墨烯對農(nóng)藥的增效作用及機制
我國植保領(lǐng)域的專家選取在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上危害較為嚴重的亞洲玉米螟(屬鱗翅目)為模式昆蟲,以吡蟲啉、高效氟氯氰菊酯和殺蟲單為代表農(nóng)藥品種,將上述3種農(nóng)藥負載到氧化石墨烯(GO)上形成GO-農(nóng)藥復(fù)合體,能夠有效提高這3種農(nóng)藥對亞洲玉米螟的生物活性。
氧化石墨烯(GO)對農(nóng)藥的增效機制有以下3種:(1)其尖銳的片層結(jié)構(gòu)會對昆蟲體壁造成機械損傷,導(dǎo)致昆蟲迅速失水;(2)損傷的體壁成為農(nóng)藥在昆蟲體壁間穿透的新通道;(3)吸附了農(nóng)藥的氧化石墨烯能夠沉積到亞洲玉米螟體壁上,提高農(nóng)藥的利用率。
3 國內(nèi)將氧化石墨烯用于農(nóng)藥制劑加工的研究
目前已有企業(yè)及科研機構(gòu)開展氧化石墨烯用于殺蟲劑、殺菌劑制劑加工的研究。使用氧化石墨烯作為助劑,可將農(nóng)藥加工成可濕性粉劑、水分散粒劑或懸浮劑。具體表現(xiàn):(1)氧化石墨烯應(yīng)用到三唑磷、溴氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯等神經(jīng)毒性殺蟲劑的制劑加工中,選取玉米螟幼蟲為供試昆蟲,結(jié)果表明,氧化石墨烯做助劑的殺蟲劑對玉米螟幼蟲均具有很好的室內(nèi)毒殺效果,且安全性高。(2)氧化石墨烯與嗪氨靈和乙菌利共同加工成可濕性粉劑,防治白粉病,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其協(xié)同增效作用顯著。這樣能降低使用成本,且對環(huán)境友好,無抗藥性的產(chǎn)生,在白粉病的防治中具有非常強的應(yīng)用潛力,解決了化學(xué)農(nóng)藥長期使用帶來的環(huán)境負面效應(yīng)問題,且具有綠色、環(huán)保、無公害、持效期長的優(yōu)點,應(yīng)用前景較好。
氧化石墨烯為環(huán)境友好型新材料,與現(xiàn)有農(nóng)藥分散劑相比,不僅分散性能較好,而且比較環(huán)保。氧化石墨烯的邊緣到中央呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布,使得氧化石墨烯在液體中如同界面活性劑一般存在界面,能夠降低界面間的能量,提高農(nóng)藥的分散性。同時能夠增加農(nóng)藥的殺蟲、殺菌效果,延緩農(nóng)藥對靶標抗藥性的產(chǎn)生。
氧化石墨烯增效作用的發(fā)現(xiàn),增加了農(nóng)藥助劑選擇的可能性,對農(nóng)藥制劑加工具有重要意義。其對農(nóng)藥的增效作用,在提高農(nóng)藥對靶標生物活性的同時,也提高了農(nóng)藥利用率,有利于農(nóng)藥使用量零增長國家規(guī)定的推進和實現(xiàn)。隨著對氧化石墨烯作為農(nóng)藥助劑研究的深入,我們相信不久的將來,其一定能給農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展帶來重大的促進作用。
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