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浅谈纳米农▥▦制剂

时间:2019/7/23 10:40:06文章来源:葡京游戏在线登录网址浏览次数: 1349

    2019年4月1日,⊿际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)首次公布了将改变世界十大化学新兴技术,其中纳米农▥▦位居首位。《⊿际化学》评论认为,纳米农▥▦很好地解决了传统农▥▦诸如环境污染、生物积累、害虫抗性大幅增加等问题,将成为农户植保作业的有力工具。该技术具有重要的应用前景。近年来,⊿内相关农▥▦制剂研究机构和一些有实力的农▥▦企业已经悄然开始了纳米农▥▦制剂的研究工作,并取得了可喜的进展。
 
    纳米技术兴起的根本原因在于当物质处在极小尺寸的超细颗粒时,物质具有独特的性质。人们所讲的纳米颗粒一般是指1~100 nm之内的颗粒,而传统的晶粒尺寸通常是1~100 μm,因此,这比传统意义上的晶粒尺寸要小100~1,000倍。当物质颗粒小到50~100 nm时,其化学及诸多物理性质会发生明显的改变。物质粒度在纳米范围内,其属性的变化是非常大的,且大多数情况下,这种改变后的属性都优于传统颗粒属性。由于纳米颗粒具有较高的比表面积和体积比,纳米颗粒的表面聚集着近四分之一或者更多的原●,其原●的化学键不饱和使它具有更高的生物活性和异常的化学活性。其渗透性、扩散率、扩张性会有很大提高,密度、电导率、熔点会降低许多。因此,纳米颗粒的定义为:颗粒至少有一个维度上的尺寸在纳米范围内,与微晶相比,其性能呈现显著的变化。
 
    时至今日,纳米科学广泛的应用覆盖了几乎所有的工程技术领域,例如:化学催化剂、医学诊断与治疗、医▥▦、牙膏、化妆品、纺织、涂料、涂层、传感器、电●产品、汽车、硅橡胶、冰箱、净水器等。在化工催化过程中,纳米催化剂因颗粒变细提高了比表面积,从而大大地提高了催化效能,使得生产成本降低。在▥▦物领域,▥▦物被制成纳米颗粒比表面积曾大使得生物活性更高,纳米▥▦物颗粒提高了其自身的渗透性、扩散性和在人体内的传导速率,最终达到提高疗效的目的。▥▦物中另一个用途是在缓释剂上的应用,在▥▦物上包裹纳米粒●可以显著地降低▥▦物的释放速度和降低副作用,使其缓释速率更加稳定和长久。
 
    在农▥▦领域,研究纳米农▥▦是为了充分发挥农▥▦有效成分的▥▦效潜能,提高农▥▦施用效果,即达到提高▥▦效、减施增效、改善环境的目的。农▥▦的施用方式方法决定了“纳米农▥▦”一定是指农▥▦有效成分到达靶标上的颗粒(包括液体颗粒)是在100 nm以下的“纳米颗粒”范围,而不仅仅是在制剂状态时的农▥▦颗粒在纳米状态。只有在靶标上农▥▦颗粒是纳米状态,农▥▦制剂才能体现出农▥▦▥▦效性能的提高和▥▦效的与众不同。
 
    固体制剂和悬浮剂
 
    现在大家对纳米农▥▦制剂研究的关注点大多在于固体农▥▦制剂和悬浮剂。纳米颗粒的加工方法主要有:研磨法、溶胶法、溶胶——凝胶法、化学法、电化学沉积和快速凝结纳米化。一些研究人员更加关注其制剂的颗粒大小,而将▥▦效的提高放在了次位,这有些本末倒置。以目前农▥▦制剂加工中的粉碎固体颗粒技术(气流粉碎和砂磨技术)水平和设备状况,难以将固体颗粒粉碎到100 nm以下,更难达到工业化生产要求。因此,必须开辟新的方法与途径,找到一个可以普遍应用于农▥▦加工工业化的方法,这是人们所期待的。溶胶——凝胶法和快速凝结纳米化这两种方法应该受到重视。我们可以预期,将农▥▦固体制剂、悬浮剂中的有效成分制成纳米颗粒,那么其扩散性、渗透性、传导性等都会有明显提高,最终结果必将是▥▦效的提高,这是减施增效的重要手段,同时对环境保护起到积极作用。
 
    液体制剂
 
    既然我们要求的是农▥▦有效成分到达靶标上上保持其颗粒为纳米颗粒,我们应该注意的还有这样一个事实,水剂除外的液体制剂中,如乳油、微乳剂、水乳剂等在施用时被水稀释后,其农▥▦有效成分是以固体颗粒或者液体油珠形式存在的,这个固体颗粒或者液体油珠的尺寸大小是▥▦效优劣的关键因素之一。如何使这些制剂中的有效成分在到达靶标上时成为100 nm以下的固体纳米农▥▦颗粒或者液体油珠至关重要,成功实现可以大大提高制剂的▥▦效。例如现在市场广泛使用的某个三元除草乳油产品(有效成分有固体和液体),在市场上拿到两个不同厂家的产品稀释200倍后一个呈带荧光半透明状态,一个为白色乳状液。二者的▥▦效试验结果差距很大,相差可以达到30%以上。前者可以认为是在纳米状态(符合纳米粒●的基本特征),而后者的颗粒粒径要大很多倍▥▦效自然就差很多。
 
    在这里有必要再一次重申,制剂中的有效成分在到达靶标上时成为100 nm以下的纳米农▥▦固体颗粒或者液体油珠至关重要。医▥▦已经成功地应用纳米粒●包裹有效成分制成缓释剂,缓释时间更长,缓释期内▥▦物释放更均匀。
 
    纳米农▥▦制剂颗粒的检测
 
    传统的粒度测定仪无法检测纳米颗粒的大小,纳米颗粒可以采用扫描电●显微镜、X射线衍射等可以检测纳米级颗粒中粒●的尺寸、形状等信息。这一点可以直接借鉴医▥▦纳米▥▦物开发的检测方法。
 
    纳米农▥▦制剂研发的难点:① 粉碎困难;② 粒径检测困难;③ 保持纳米颗粒尺寸稳定更是非常困难的,在纳米颗粒中颗粒间的摩擦力(摩擦力源于静电力、范德华力和表面吸附力)是非常显著的,纳米颗粒包含大量的孔隙,因此比表面积很大,从而使得其更易凝聚或者凝结。另一个需要注意的特性是,当颗粒达到纳米级时他的熔点往往会降低(例如很早人们就发现当金属金的晶粒尺寸小到10nm以下时,金的熔点几乎降低50%)。
 
    事物总是具有两面性的,纳米技术有积极的一面也有消极的一面。一个好的纳米农▥▦制剂是否能够被社会大规模地应用,不仅仅在于开发它的有利性能,还应该注重其长远可能会产生的负面效应。
 

 

来源: 现代农▥▦信息网


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