氧化石墨烯作为农药助剂的研究在行业内引起广泛关注,鉴于其为农药领域的新知识,本文就对其有关情况予以汇总如下。
1 什么是氧化石墨烯
氧化石墨烯是石墨烯的衍生物,是一种性能优异的新型碳材料,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状。因其生物相容性好、比表面积大、表面易湿性等特点,在医疗及环境科学领域已有较多应用,尤其在生物成像、生物传感器、抗菌材料、癌症诊断与治疗等方面均有较大应用,但在植物保护领域的应用鲜有报道。
2 氧化石墨烯对农药的增效作用及机制
我国植保领域的专家选取在农业生产上危害较为严重的亚洲玉米螟(属鳞翅目)为模式昆虫,以吡虫啉、高效氟氯氰菊酯和杀虫单为代表农药品种,将上述3种农药负载到氧化石墨烯(GO)上形成GO-农药复合体,能够有效提高这3种农药对亚洲玉米螟的生物活性。
氧化石墨烯(GO)对农药的增效机制有以下3种:(1)其尖锐的片层结构会对昆虫体壁造成机械损伤,导致昆虫迅速失水;(2)损伤的体壁成为农药在昆虫体壁间穿透的新通道;(3)吸附了农药的氧化石墨烯能够沉积到亚洲玉米螟体壁上,提高农药的利用率。
3 国内将氧化石墨烯用于农药制剂加工的研究
目前已有企业及科研机构开展氧化石墨烯用于杀虫剂、杀菌剂制剂加工的研究。使用氧化石墨烯作为助剂,可将农药加工成可湿性粉剂、水分散粒剂或悬浮剂。具体表现:(1)氧化石墨烯应用到三唑磷、溴氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯等神经毒性杀虫剂的制剂加工中,选取玉米螟幼虫为供试昆虫,结果表明,氧化石墨烯做助剂的杀虫剂对玉米螟幼虫均具有很好的室内毒杀效果,且安全性高。(2)氧化石墨烯与嗪氨灵和乙菌利共同加工成可湿性粉剂,防治白粉病,结果发现其协同增效作用显著。这样能降低使用成本,且对环境友好,无抗药性的产生,在白粉病的防治中具有非常强的应用潜力,解决了化学农药长期使用带来的环境负面效应问题,且具有绿色、环保、无公害、持效期长的优点,应用前景较好。
氧化石墨烯为环境友好型新材料,与现有农药分散剂相比,不仅分散性能较好,而且比较环保。氧化石墨烯的边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布,使得氧化石墨烯在液体中如同界面活性剂一般存在界面,能够降低界面间的能量,提高农药的分散性。同时能够增加农药的杀虫、杀菌效果,延缓农药对靶标抗药性的产生。
氧化石墨烯增效作用的发现,增加了农药助剂选择的可能性,对农药制剂加工具有重要意义。其对农药的增效作用,在提高农药对靶标生物活性的同时,也提高了农药利用率,有利于农药使用量零增长国家规定的推进和实现。随着对氧化石墨烯作为农药助剂研究的深入,我们相信不久的将来,其一定能给农药行业的发展带来重大的促进作用。
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