随着农业生产的不断发展，农药的过度使用已成为一个严重的社会问题。它不仅对环境造成污染，还可能导致生态平衡的破坏和人类健康的风险。因此，开发新型、可持续的农药制剂已成为当前研究的热点。然而，现有的农药制剂往往存在释放效率低、环境适应性差等问题，亟需创新的技术来解决这些问题。
近日，新疆农业大学李君副教授团队在International Journal of Biological Macromolecules发表了题为Maleic anhydride-functionalized cellulose nanocrystal-stabilized high internal phase Pickering emulsion for pesticide delivery的研究论文，构建了以一种以棉花纤维素为原料的新型农药递送系统。这种新型农药递送系统具有制备低成本、农药负载量高和稳定性（离子和紫外光）高的优点，为亲脂农药的缓控释递送提供新思路，对农业的绿色发展具有重要意义。
本文构建了由马来酸酐修饰的纤维素纳米粒子稳定的高内相Pickering乳液（MANCs-HIPPEs），通过调节油相体积分数（φ）、MACNCs浓度、NaCl用量和流变性能考察了MACNCs-HIPPEs的稳定性。在φ为0.8和MACNCs浓度为2wt%时获得的高内相Pickering乳液显示出了优异的盐稳定性（NaCl，1200 mM）和储存稳定性（60天）。在不同温度（15 ℃、25 ℃、35 ℃）下，负载吡虫啉的MACNCs-HIPPEs（IMI@ MANCs-HIPPEs）对吡虫啉的缓释作用表现出明显的热响应性，这些性能可抵御环境中盐离子对乳液稳定性的破坏，并且可实现温度刺激响应下的吡虫啉的缓/控释。此外，与市售的吡虫啉水分散粒剂相比，IMI@ MACNCs-HIPPEs在叶面上的铺展、滞留和叶片粘附实验中显示出明显的优势。
图1. MACNCs和MACNCs-HIPPE的制备示意图。
图2. 制备的MANCs-HIPPE（MANCs浓度为2wt%，φ为0.8）对NaCl（0-1200 mM）的稳定性：（a）数码照片;（b）光学显微镜图像。
图3. IMI@ MACNCs-HIPPEs在棉花叶面表面的铺展和滞留实验：（a）接触角（+和-表示棉叶的正面和背面）；（b）IMI@ MANCs-HIPPEs的滞留量。
新疆农业大学2021级硕士研究生吴超为第一作者，新疆农业大学李君副教授为通讯作者。本研究受到新疆维吾尔自治区天山创新团队计划（2023D14020）、新疆维吾尔自治区自然科学基金（2022D01A175）和国家自然科学基金（32160352）的资助支持。
课题组研究方向包括：1.农业废弃生物质衍生的智能材料（膜、水凝胶、乳液等）在药物递送、绿色农药和缓释肥料领域的应用；2.生物质衍生碳材料在土壤改良和环境领域的应用研究。
来源：新疆农业大学
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