Биоразлагаемые кубосомы для пестицидов сделают защиту растений более экологичной
Современные агрохимические микроносители, изготовленные из неразлагаемых полимеров, являются одним из источников загрязнения окружающей среды микропластиком. Команда исследователей из Германии и Нидерландов добилась прогресса в создании альтернативной системы доставки активных веществ средств защиты растений.
эксклюзив 🔹
Устойчивое применение средств защиты растений, таких как пестициды, является одной из самых сложных задач в современном сельском хозяйстве. Исследователи из Университета Твенте (Нидерланды) и Байройтского университета (Германия) разработали инкапсуляцию без микропластика для средств защиты растений, сообщает К.в. Весселинк в релизе Университета Твенте. Исследование также опубликовано в журнале Advanced Materials
Под руководством профессора Андре Грёшеля и профессора Фредерика Вурма ученые успешно синтезировали полностью разлагаемые блок-сополимеры, которые представляют собой тип полимера, состоящий из различных сегментов («блоков») повторяющихся единиц. Из этих полимеров на основе полифосфоэфиров исследователи создали так называемые полимерные кубосомы — микроскопически малые кубические частицы с высоким внутренним порядком и порами диаметром около 20 нанометров.
«В процессе производства мы загрузили эти полимерные кубосомы фунгицидами. Загруженные кубосомы проявляют высокую противогрибную активность против серой гнили, распространенного заболевания растений», — объясняет профессор Грёшель.
Серая плесень, также известная как Botrytis, особенно вредна для выращивания клубники и винограда. Примечательно, что кубосомы остаются прикрепленными к листьям виноградной лозы даже после нескольких имитационных дождей и непрерывно выделяют фунгицид в течение нескольких дней.
«Более 10 лет мы используем полифосфоэфиры, созданные на основе ДНК, для доставки лекарств в медицине, а теперь мы впервые применили эти биоразлагаемые материалы для защиты растений. Это позволяет нам избегать попадания микропластика в окружающую среду», — объясняет профессор Вурм.
Суна Аждари, докторская диссертация которой позволила совершить этот прорыв, подчеркивает: «По сравнению с обычными твердыми частицами без пор наши полимерные кубосомы демонстрируют значительно более быстрое высвобождение активного вещества. Это предполагает более эффективное применение средств защиты растений, одновременно снижая вымывание неиспользованных веществ в почву».
Синтез PEEP-b-PLA с различными весовыми фракциями PLA и самосборка ELA 1–4. a) AROP рац-лактида с PEEP26 в качестве макроинициатора в присутствии DBU в ТГФ при комнатной температуре. b) SEC-следы PEEP26 и ELA 1–4 (измеренные в DMAc с полиметилметакрилатами в качестве стандартов). c) Схема нанопреципитации. dg) ELA с различными соотношениями блоков и изображениями SEM: d) ELA 1 (83:17) собирается в основном в везикулярные структуры, e) ELA 2 (85:15) собирается в везикулы и губкообразные морфологии, f) ELA3 (87:13) дает кубосомоподобные частицы, g) ELA 4 (89:11) приводит к высокоупорядоченным PC. Фото: Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202406831
Особенно важным аспектом этой инновации является полная деградируемость кубосом. «Наши полимерные кубосомы полностью деградируют до безвредной молочной кислоты и производных фосфата, — подчеркивает профессор Вурм. — Это делает их перспективной, не содержащей микропластика системой-носителем для средств защиты растений и подчеркивает их потенциал для устойчивого сельского хозяйства».
Эта разработка может внести значительный вклад в более экологически чистое и эффективное сельское хозяйство, предложив решение проблемы загрязнения микропластиком.
Источник: University of Twente. Автор: К.в. Весселинк.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
