纳米科技是21世纪主导科学中前沿的主题科学，纳米质料因其具有小尺寸效应、大比外貌积、高反应活性、量子效应等，而获得了广泛的应用，如医药、质料、信息与通讯技术以及环保与能源开发等。近几年纳米质料与技术在农业领域的应用取得了一定进展，利用纳米科学与技术开发高效、宁静的农药新剂型，实现化学农药的提质增效、节量减排和降低残留污染，已经成为目今的研究热点。
利用纳米质料的靶向传输与控释功效，改善化肥、农药、兽药以及饲料等农业投入品的有效利用率，降低残留与污染。将纳米技术与农药的研制相结合，已形成一个新兴的纳米农药研究领域。纳米农药的泛起，不但大大降低了用药量，提高了药效，在使用经济性上也获得突破，真正体现了使用浓度低、杀虫防病谱广、病虫害不易爆发抗性、对人畜低毒、农药残留少、对情况污染小等诸多优点。
1 纳米载体质料在农药中的应用
目前，作为药物载体的纳米质料有金属纳米颗粒(如超顺磁性氧化铁、无机纳米质料、纳米金、生物降解性高分子纳米颗粒(如壳聚糖、聚酰胺树状体)及生物活性纳米颗粒(如纳米羟基磷灰石、碳纳米管)等。下面简单介绍几种纳米载体质料在农药中的应用。
1.1 无机纳米多孔质料
无机纳米多孔质料由于具有物理学稳定性和良好的生物稳定性，比外貌积和外貌能大，吸附力强，稳定性高，外貌有大宗可控反应的化学官能团，广泛用于药物担载和释放领域中，如碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛等，其中纳米二氧化硅常被用作植物中的农药载体，已被认为是减少滥用通例农药的新要领。
Xiang等接纳共沉淀法，利用可溶性淀粉(SS)调控制备多孔碳酸钙微球(PCMs)，作为扑草净(PMT)的纳米载体，用以制备缓释除草剂。在热处理的条件下，可溶性淀粉(SS)分子自组织成纳米聚集体，通过螯合和静电相互作用结合Ca2+，然后，通过可溶性淀粉(SS)聚集体调理异相成核将CO32-引入到爆发CaCO3纳米颗粒(CNP)中，最后形成淀粉基多孔碳酸钙微球(PCMs-SS)。与古板除草剂相比，PCMs-SS除草剂具有更高的利用效率和杂草控制率，是未来绿色农药的应用前景。Zhao等合成了负载嘧霉胺的介孔二氧化硅纳米粒子(Py-MSNs)，其粒径漫衍为200~300 nm。将载药纳米颗粒应用于黄瓜叶上，结果标明：Py-MSNs更有利于黄瓜植株的吸收，而不是基底吸收，并且剂量对黄瓜植物中Py-MSNs的漫衍和消散速率险些没有影响，Py-MSNs在叶子中具有较低的积累的危害。
纳米二氧化硅外观为无定形白色粉末，粒子尺寸规模为1~100 nm，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构。由于其结构的特殊性，作为载体质料，其改性要领有多种，常见的有液晶模板法、溶胶-凝胶法、耦合交联法等。
Cao等接纳液晶模板法制备粒径为110 nm左右、孔径为3.7 nm左右的介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)。利用分子间的静电相互作用和氢键，将水溶性壳聚糖(CS)衍生物N-(2-羟基)丙基-3-三甲基氯化铵(HTCC)包覆于负载吡咯菌素介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)的外貌。研究结果标明，HTCC涂层大大提高了吡咯菌素的负载效率(LC)(40.3%)。载药纳米颗粒初始具有较快的释放速率，随后缓慢释放，可以显著的降低施药量，提高利用率。Wang等通过超声波法，将阿维菌素与多孔二氧化硅纳米粒子混淆，制备了阿维菌素多孔二氧化硅纳米粒子(Abam-PSNs)。研究结果标明：Abam-PSNs可以通过改变二氧化硅纳米颗粒的多孔结构，改善阿维菌素的可控释放、光稳定性和水溶性，有利于提高生物利用度，减少农药残留。
Li等接纳溶胶-凝胶法制备了壳层厚度为5~45 nm、孔径为4 ~5 nm左右的多孔中空二氧化硅纳米粒子(PHSNs)。PHSNs的壳层厚度是由Na2SiO3·9H2O/CaCO3的反应物配比决定的。研究结果标明：随着壳层厚度的增加，阿维菌素的负载量逐渐减小，而负载阿维菌素PHSNs的抗紫外性能随着壳层的增加而提高，PHSNs壳层的厚度对阿维菌素释放有显著的影响。
Yang等接纳2步法制备了装载Ag+纳米粒子的介孔二氧化硅微胶囊负载型。首先，通过静电作用将Ag+离子吸附在单疏散磺化聚苯乙烯(PS)微球外貌，然后用聚乙烯吡咯烷酮进行还原和�；�，获得PS-Ag复合微球。然后，通过正硅酸乙酯(TEOS)的水解和聚合爆发的二氧化硅胶体，利用氢键自组装在PS-Ag复合球上，形成二氧化硅壳，最后通过煅烧去除PS芯和PVP。结果标明：银纳米粒子以基本物质的形式疏散地负载在二氧化硅壳的内壁上，壳由单层相互连接的二氧化硅颗粒和中孔组成。这种奇特的结构可以有效地制止古板Ag胶体体系中保存的团聚问题，缓释Ag+离子，使其通过壳层中的中孔通道向外部介质扩散，从而诱导抗菌活性。
林春梅等以纳米SiO2为原质料，接纳硅烷偶联剂KH-570对其进行外貌改性，制备了具有疏水性的改性纳米SiO2。结果标明：经过硅烷偶联剂改性后的纳米SiO2疏散性和亲油性都有较好的改善，在乙醇中对阿维菌素的吸附率从13.98%提高到31.36%，并对阿维菌素具有较好的缓释效果，在溶出介质中对阿维菌素的控制释放时间可以连续80 h，所以，经硅烷偶联剂改性后的纳米SiO2可以作为疏水性药物的控释载体。Dharanivasan等在研究了使用金属氧化物纳米颗粒(SiO2、TiO2和ZnO NPs)来调理诱饵分派器中甲基丁香酚排出的规模，发明含有TiO2NPs(稀释度：10-5)的甲基丁香酚在长达12周的时间内体现出更多的果蝇捕获量，主要是由于金属氧化物纳米颗粒负载甲基丁香酚具有缓释的功效。
1.2 情况相应型纳米载体质料
情况响应性载体质料是一种新兴的智能复合质料，能够响应酶、氧化还原、pH值、光、温度、电场、磁场和离子强度等情况刺激的变革，实现有效身分的靶向控制释放，在药物控释方面体现出突出的优越性，具有辽阔的应用前景，已成为目前医药、食品和情况工程等领域的研究热点。
1.2.1 pH值调控型
Xiang等接纳毒死蜱(CPF)、聚多巴胺(PDA)、绿坡缕石(ATP)和海藻酸钙(CA)组成的纳米系统开发了pH值响应控释毒死蜱(PRCRC)。其中，CPF被吸附在纳米网络结构的PDA修饰的ATP(PA)中，通过氢键和静电吸引获得CPF-PA。随后，CPF-PA与CA结合，通过交联反应形成多孔CPF-PACA水凝胶球，其中PA充当骨架。PRCRC球体在碱性溶液中溶液中容易破裂，进而释放毒死蜱(CPF)，因此可以通过调控pH来实现纳米农药的智能控释。另外，该多孔水凝胶球可以有效地�；PF分子免受紫外线下的降解，同时PACA水凝胶具有良好的生物相容性以及生物宁静性。
王冕等以改性纳米二氧化硅为稳定剂，通过反相Pick-ering乳液聚正当制得了聚α-甲基丙烯酸/二氧化硅复合微胶囊。微胶囊平均粒径约为10 μm。合成的微胶囊壁由颗粒层和聚合物层2层组成，壁厚约为1 μm。所制备的微胶囊具有良好的pH值敏感性，在碱性体系中释放量为15.0%，在酸性体系中的释放量提高至98.4%，可以通过改变缓释介质的pH值来控制释放速度。
1.2.2 温敏热敏型
Chi等接纳高低棒石(ATP)、NH4HCO3、氨基硅油(ASO)、聚乙烯醇(PVA)和草甘膦(Gly)组成的纳米复合质料，制备了具有核壳结构的温度响应型控释除草剂颗粒(TCHP)。其中，ATP-NH4HCO3-GLY混淆物作为焦点，ASO-PVA充当外壳。高低棒石(ATP)具有多孔的微/纳米网络结构，能够结合大宗的草甘膦(Gly)分子。NH4HCO3作为发泡剂，可以爆发CO2和NH3气泡，在ASO-PVA壳层中形成大宗的微孔/纳米孔，有利于Gly的释放。通过温度可以有效地调理孔隙量，同时PVA壳在高温下易溶解在水溶液中，因此可以有效地控制Gly的释放。另外，疏水性氨基硅油(ASO)可以使TCHP在水溶液中稳定性保存至少3个月。
Lu等通过细乳液聚合，将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体引入到涂覆在辛烷液和甲基丙烯酸3-三甲氧基硅氧烷丙酯周围的苯乙烯共聚物中，合成了一种热敏有机-无机杂化纳米微胶囊。研究结果标明：NIPAM单体的引入和温度均影响纳米微胶囊中甲酚红的加载和释放，微胶囊在临界温度以上具有一定的渗透率，但渗透率在临界温度以下不明显，这标明该纳米微胶囊可实现“开-关”型情况热敏控制吸收和释放。Ichikawa等通过空气悬浮涂布技术(Wurster要领)进行制备了直径约100 μm的热敏药物微胶囊，该微胶囊具有用卡巴色素磺酸钠(CCSS，水溶性模型药物)颗粒和由含有纳米尺寸热敏水凝胶的乙基纤维素基质组成的热敏涂层的焦点层。水凝胶颗粒由复合胶乳和聚[N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)]壳组成，其可以响应情况温度变革可逆地改变壳层厚度。
1.2.3 磁性调控型
Xiang等通过原位沉积法制备微纳米多孔磁性载体质料(硅藻土/Fe3O4)，然后将除草剂(草甘膦)和杀虫剂(氯氰菊酯)划分负载于其上，最后由壳聚糖包覆，构建具有磁性接纳pH值响应控释农药(PRCRP)。由于壳聚糖可以在酸性条件下溶解，进而实现农药的控制释放。由于Fe3O4的磁性付与PRCRP的磁性收集性能，在农药释放后，PRCRP可以便当地与水和土壤疏散，具有较高的接纳率。PRCRP在杂草外貌和害虫表皮上具有高粘附能力以及显著的控释性能，对杂草和害虫具有精彩的控制效果，并且在实践中具有潜在的接纳性。该技术在减少农药残留和情况危害方面具有巨大的应用前景。
1.2.4 光敏调控型
Liang等通过乳液-溶剂蒸发法和化学改性，制备了生物刺激贻贝阿维菌素纳米粒[P(St-MAA)-Av-Cat]，其对作物叶片具有很强的附着力。该纳米粒为直径约120 nm的球体，负载阿维菌素量高达50％(w/w)，具有优异的贮存稳定性以及连续的释放性。负载的光敏阿维菌素对紫外线有很大的改善。
1.3 可生物降解高分子质料
可生物降解的高分子质料由于其生物相容性和生物降解性使其可作为药物控制释放载体，如聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA，又称聚乳酸)、聚己内酯(PCL)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、壳聚糖、聚乙二醇、植物油等，被经常用于纳米农药的载体质料。
Zhang等用两亲共聚物甲氧基聚(乙二醇)-聚(丙交酯-共-乙交酯)(mPEG-PLGA)，接纳双乳液法，制备了有效霉素和己唑醇的共通报纳米颗粒(NPs)。共通报纳米颗粒(NPs)具有良好的粒度漫衍以及缓慢释放性能，其对水稻纹枯病菌的杀菌效果优于古板农药制剂。
Xu等通过化学交联制备了可生物降解的壳聚糖-丙交酯共聚物(CPLA)，将其作为疏水性农药-唑菌胺酯载体，接纳纳米沉淀法制备了负载唑菌胺酯的纳米颗粒。通过改变共聚物与唑菌胺酯的进料质量比50∶1~5∶1，可以将负载农药的纳米颗粒的尺寸调理在77~128 nm之间。Zhang等利用壳聚糖与聚丙交酯(PLA)和1,2-二棕榈�；�-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DPPE)反应，制备新型两亲共聚物纳米颗粒。接纳纳米沉淀或乳液/溶剂蒸发法制备负载亲脂性有机磷农药毒死蜱共聚物的纳米颗粒。所得纳米颗粒具有高载药性缓和释性。该纳米颗粒的粒径、负载量(LC)和包封效率(EE)随着共聚物与毒死蜱的质量比的增加而降低，可以通过调理共聚物与毒死蜱的比例来控制毒死蜱的释放速率。
Yearla等接纳通过纳米沉淀法构建了一个稳定的除草剂———优化的敌草隆纳米制剂(ODNF)，其具有5.17%±0.49％敌草隆负载效率(DLE)和74.3%±4％包封效率(EE)。通过FESEM/TEM发明ODNF中纳米颗粒的尺寸为(166±68) nm。所接纳的茎杆木质素纳米载体质料控释纳米制剂中作为重要的开发价值。Chen等接纳可生物降解的聚合物聚(L-组氨酸)(PLHis)、壳聚糖，在pH值为4.6的乙酸盐缓冲溶液中，制备获得新型聚(L-组氨酸)-壳聚糖/藻酸盐复合物微胶囊�；竦玫奈⒔耗页是蛐�，疏散均匀，具有平滑的外貌和较窄的尺寸漫衍规模，其可作为一种药物载体质料。
Zhao等利用聚阳离子和聚阴离子之间的静电相互作用形成多层微胶囊壳。在硫酸软骨素(CS)的悬浮液中，通过碳酸钠与四水硝酸钙溶液反应，合成掺杂硫酸软骨素(CS)微米级碳酸钙(CaCO3)颗粒，然后利用静电层层自组装交替地将带有相反电荷的生物聚合物沉积到合成的颗粒上，然后进一步利用戊二醛交联固化微胶囊壳层结构。通过调理pH值，控制CaCO3模板的剖析，进而获得多层壳内CS整合的微胶囊，其可以作为一种生物载药微胶囊装置，用以控制药物分子的加载与释放。冯博华等通过全天然产品蓖麻油酸酐(RAN)与羧甲基壳聚糖(CMC)的�；从�，合成了羧甲基壳聚糖接技蓖麻油酸(CMC-g-RA)共聚物。以CMC-g-RA为载体，通过在中性水中自组装大分子胶束的增溶作用，与植物源农药鱼藤酮(Rot)一起制备了一种新型的农药纳米粒子水疏散剂。结果标明：所形成的纳米粒子干燥后外观形态呈密实平滑的球状，粒径在200～500 nm之间，具有较窄的粒径漫衍，外貌带负电荷；Rot的负载率在20%～68%规模内。改变Rot和CMC-g-RA溶液的质量浓度配比，可调理纳米粒子的物理性能；控制农药的负载率，有助于调控该新型制剂速效与缓释之间的关系。
1.4 纳米固体疏散体
农药固体纳米疏散体是将纳米技术与农药固体疏散体制备技术相结合的一种农药新剂型，是药物以纳米标准的微粒、微晶形态均匀疏散在固态水溶性载体中形成的固体纳米剂型。该剂型在杜绝有机溶剂和大幅度减少外貌活性剂用量的同时，克服了水基化纳米剂型稳定性差的瓶颈问题，提高了难溶性农药在水中的疏散性，有利于增加农药在叶面的粘附性和渗透性，进而提高其生物利用度，节约农药使用量，降低残留污染。
Cui等接纳高压均质法与冷冻干燥法相结制备了氯虫苯甲酰胺固体纳米疏散体，已解决其溶解性差的问题。研究发明差别农药含量的固体纳米疏散体的平均粒径均小于75 nm。对小菜蛾的生物测定结果标明固体纳米疏散体的毒性划分是原药制剂和水悬浮剂浓度的3.3倍和2.8倍。别的，固体纳米疏散体可以完全制止有机溶剂的使用，显着减少外貌活性剂和具有高浓度纳米制剂的优点。
Cui等接纳熔融乳化和高速剪切要领，研制出一种新型、高效、环保的固体纳米高效氯氟氰菊酯疏散体配方。该固体纳米疏散体在疏散性、稳定性以及生物利用度等方面均优于通例农药制剂。同时该配方不含有机溶剂，不但减少了外貌活性剂的使用，提高了作物的应用效率，减少了食品中农药残留和农药对情况的污染。
Zn3P2是一种急性和有效的杀鼠剂，广泛用于啮齿类动物。Jiang等接纳反相微乳液法，通过海藻酸钠与氯化钙反应合成了Zn3P2 /海藻酸钙(Zn3P2/CA)，进而负载了Zn3P2。结果标明：Zn3P2 /CA为纳米微球，平均粒径为353.9 nm，粒子疏散指数(PDI)为0.195，并且具有较好的缓释性能和良好的情况相容性。与Zn3P2原药相比，Zn3P2/CA的适口性和功效获得显着改善和提高，可有效掩蔽Zn3P2原药的气味，提高鸩杀能力。
1.5 水基型纳米农药
20世纪80年代以来，由于情况宁静、食品宁静的推动，水基化农药剂型的研究生长迅速。因此，以水为基质的农药剂型如微乳剂(ME)、水乳剂(EW)、悬浮剂(SC)、悬乳剂(SE)等逐步取代以有机溶剂为基质的乳油，既可节约大宗的能源又可减轻对情况的污染，还可减少对生产者、操作者的危害。
氯虫苯甲酰胺(CAP)作为一种古板的农药，由于在有机溶剂中的溶解性差，大大限制了其应用规模。Liu等接纳水包油固体(S/O/W)双乳液法结合预混膜乳液，构建了高负载量的氯虫苯甲酰胺(CAP)微胶囊配方。这种微胶囊制剂不但具有良好光和热稳定性，这可以通过调理多孔微胶囊的外貌孔隙率和尺寸调理农药原药的释放速率。Chaw等开发一种环保型水包油(O/W)纳米乳液体系，该纳米乳液体系可以增加除草剂草甘膦的渗透和吸收性。
张龙等研究外貌活性剂复配制备水基型氯氰菊酯微乳剂的稳定性及润湿展布性。接纳紫外-可见分光光度法和气相色谱法测定水基型氯氰菊酯微乳剂的稳定性，用视频光学接触角丈量仪测定其外貌张力和在‘杨福麦-7116’叶面上的接触角。结果标明：该农药微乳剂具有较好的化学稳定性和经时稳定性；外貌张力较低，且与‘杨福麦-7116’叶面接触角小，铺展速度快，在植物叶面易附着、易润湿、易铺展，宜用于农用喷洒。Papanikolaou等接纳柠檬油萜烯作为疏散剂，聚山梨醇酯作为稳定剂，以及水与甘油的混淆物作为疏散的水相，将除虫菊酯制备成纳米油包水微乳液制剂。与商业除虫菊酯悬浮制剂相比，纳米除虫菊素微乳液对棉蚜具有优异的杀虫效果。
2 未来与展望
目今利用纳米质料与技术生长纳米农药新剂型，已经成为国际纳米农业领域的研究热点之一，也已在缓解农药滥用所造成的食品残留与情况污染等方面显示了良好的应用前景。纳米技术在农药研究领域有着辽阔的应用前景，不但为农药新剂型研究提供了先进的手段，还可以用于革新古板剂型，有望克服古板农药工艺无法解决的难题，从而使农药剂型越来越接近农业生产的需要。
