Schematische illustratie van de fabricage en het mechanisme van bio-geïnspireerde Pruisisch-blauwe nanopesticiden. Credit: Tijdschrift voor gecontroleerde vrijgave (2025). DOI: 10.1016/j.jconrel.2025.114162
Jaarlijks worden miljoenen tonnen pesticiden gebruikt om gewassen te beschermen, maar traditionele formuleringen komen te snel vrij, worden gemakkelijk afgebroken en lekken weg, wat leidt tot lage efficiëntie en milieurisico’s.
Vergeleken met de kostbare en tijdrovende ontwikkeling van nieuwe pesticiden is het creëren van slimme formuleringen met gecontroleerde afgifte uit bestaande ingrediënten een eenvoudiger en effectievere manier om de efficiëntie te verbeteren en de ecologische schade te verminderen.
Een team onder leiding van prof. Wu Zhengyan en prof. Zhang Jia van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een bio-geïnspireerde Pruisisch blauw/PNIPAM nanohybride (PAPP) ontwikkeld met spatiotemporeel ontkoppelde afgifte-eigenschappen.
De resultaten waren gepubliceerd in de Tijdschrift voor gecontroleerde vrijgave.
Geïnspireerd door de tweefasige biobestrijdingsstrategie van parasitoïde wespen, integreert dit systeem een door alkaliën geactiveerde uitbarstingsafgifte voor het omgaan met acute plaaguitbraken en thermo-/nabij-infrarood (NIR)-responsieve aanhoudende afgifte voor seizoensbestrijding op de lange termijn.
In dit ontwerp dienen Pruisisch blauwe nanodeeltjes als alkalisch afbreekbare kernen, terwijl poly (N-isopropylacrylamide) hydrogelpoorten zorgen voor warmte- en NIR-responsiviteit. Het dynamische karakter van deze architectuur maakt tweefasig pesticidenbeheer mogelijk, waarbij snelle en langdurige afgiftemodi worden gecombineerd.
De PAPP-nanopesticiden vertoonden een hoog medicijnlaadvermogen, sterke UV-bestendigheid en verbeterde bladadhesie, waardoor langdurige stabiliteit onder veldomstandigheden werd gegarandeerd.
Zowel experimentele resultaten als simulaties bevestigden hun sterke insecticide activiteit tegen Plutella xylostella, terwijl de schade aan gewassen en niet-doelorganismen zoals zebravissen en bestuivers werd verminderd. Bovendien komen bij de afbraak van Pruisisch blauw Fe-ionen vrij, die dienen als nuttige micronutriënten voor planten, waardoor de ecologische waarde verder wordt vergroot.
Dit werk presenteert een veelbelovende aanpak voor de ontwikkeling van efficiënte, milieuvriendelijke pesticideformuleringen, die in grote mate bijdragen aan de duurzame vooruitgang van de landbouw.
Meer informatie:
Guopeng Teng et al, Bio-geïnspireerde Pruisisch-blauwe nanopesticiden met drievoudig op stimuli reagerende poorten voor ecologisch-adaptieve plaagbestrijding, Tijdschrift voor gecontroleerde vrijgave (2025). DOI: 10.1016/j.jconrel.2025.114162
Tijdschriftinformatie:
Tijdschrift voor gecontroleerde vrijgave
Geleverd door de Chinese Academie van Wetenschappen