近日，植物病虫害综合治理全国重点实验室农药分子靶标与绿色农药创制创新团队成功研发出一种基于光响应超分子水凝胶的新型农药递送系统，通过多重结构转换提高农药利用率，同时降低对非靶标水生生物的毒性。相关研究结果发表在《Chemical Engineering Journal》（IF 13.4）上，为农药高效利用和生态安全提供了新的思路。

得益于独特的三维网状结构和流变性能，水凝胶可以抑制在疏水水稻叶面上的弹跳从而显著提高农药利用率。然而，当载药水凝胶沉积在靶标叶面上或转移到非靶标环境中时，如何使水凝胶具有调控开关以实现农药的智能响应释放仍存在挑战。该研究利用分子自组装技术，将疏水性杀菌剂吡唑醚菌酯封装于由C18改性聚丙烯酸、α-环糊精和偶氮苯衍生物组成的三元超分子水凝胶中。这一系统在紫外光和可见光交替照射下，可逆地实现凝胶与溶胶状态转换，进而调控吡唑醚菌酯的包裹与释放。通过这一转变过程提高了吡唑醚菌酯在疏水水稻叶片上的沉积量以及对水稻纹枯病菌的杀菌活性。在模拟稻田水环境中，载药凝胶在水溶液中发生原位微囊化形成吡唑醚菌酯微囊，从而显著降低对水生生物斑马鱼的急性毒性。

本研究将环境响应型超分子材料与农药递送系统相结合，通过不同环境条件下的多级结构转换实现了“按需释药”与“原位降毒”双重功能。该策略为农药精准递送、减施增效及生态安全提供了新的技术范式。

植物病虫害综合治理全国重点实验室博士研究生张航航为本文第一作者，曹立冬研究员为通讯作者，黄啟良研究员参与了工作的指导。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725002724