传统农药喷施中仅不足1%有效成分作用于靶标，且阿维菌素易光降解、持效期短；传统微胶囊载体存在降解慢、易致微塑料污染、粒径大释放慢等问题，而纳米载体又面临“快释放-快降解”矛盾。因此，开发一种环保、制备简单、缓释可控的纳米载体，对于平衡小尺寸效应与缓释性能、提升农药稳定性与利用率具有重要意义。

近期，山东农业大学植物保护学院刘峰教授、李北兴教授、张大侠副教授等人以可生物降解的聚乙烯醇（PVA）和丁基羟基甲苯（BHT）为原料，通过一步溶胶-凝胶自组装法制备出载阿维菌素的可逆纳米载体（Aba@BHT-PVA），成功平衡了农药载体的缓释性能与小尺寸效应，有效提升了阿维菌素的稳定性、持效期及生物安全性。相关研究以“Hydrogen bond-mediated reversible BHT/PVA nanocarriers integrating sustained release kinetics and small-size synergy for potentiated pesticide stability and longevity”为题目，发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。

本文要点：

1、为提升农药利用率，本研究以可生物降解的聚乙烯醇（PVA）和丁基羟基甲苯（BHT，一种稳定剂）为原料，通过一步溶胶-凝胶自组装法制备载阿维菌素微胶囊。

2、结果显示，PVA与BHT在油-水界面经氢键反应形成囊壳包裹农药；增加PVA用量可减小粒径、增强囊壳稳定性，BHT能提升囊壳稳定性与包封率，但3%-7%浓度会阻碍囊壳形成，且阿维菌素的自聚合能力也可提高微胶囊稳定性。

3、54℃加热24h可使乳液分层，冷却搅拌后微胶囊能重新形成，且通过调控温度和搅拌速度可控制粒径，为工业生产质量控制和害虫综合管理提供可能。

4、该纳米制剂缓释性能优异，阿维菌素光稳定性较传统悬浮剂提升68.26%，60h光照后有效成分保留50.54%，生物安全性提升36.43%，且抗雨水冲刷、叶片亲和力强，对小菜蛾防治效果与持效期显著改善。

图 1 聚乙烯醇（PVA）浓度对阿维菌素微胶囊形貌及粒径的影响。（A）微胶囊形貌；（B）微胶囊粒径分布

图 2 聚乙烯醇（PVA）浓度对油-水界面张力、吸附量及乳液剪切应力（C）、黏度（D）、储能模量 G'（E）和损耗模量 G''（F）的影响

图 3 （A）不同 Aba@BHT-PVA 混合物形成的微胶囊 zeta 电位差异；（B）不同 Aba@BHT-PVA 微胶囊超声处理后上清液的紫外分光光度图谱；（C）不同 Aba@BHT-PVA 混合物形成的微胶囊红外光谱；（D）Aba@BHT-PVA 粒径调控机制示意图

图 4 （A）阿维菌素（Aba）自聚物的表面形貌；（B）阿维菌素自聚合前后的红外光谱；（C）不同用量聚乙烯醇（PVA）与阿维菌素复配后的红外光谱；（D）不同阿维菌素用量对微胶囊形貌的影响；（E）不同阿维菌素用量对微胶囊壳的影响

图 5 （A）丁基羟基甲苯（BHT）用量对 Aba@BHT-PVA 形貌的影响；（B）不同 BHT 用量对阿维菌素（Aba）自聚物的影响；（C）不同 BHT 用量对 @BHT-PVA 的影响；（D）不同用量 BHT 与阿维菌素复配后的红外光谱；（E）不同用量 BHT 与聚乙烯醇（PVA）复配后的红外光谱

图 6 （A）聚乙烯醇（PVA）与丁基羟基甲苯（BHT）的分子动力学模拟表征；（B）Aba@BHT-PVA 形成机制及稳定性增强机制示意图；（C）Aba@BHT-PVA 的释放响应机制

图 7 （A）可逆过程发生前后的微胶囊化结果；（B）解聚平衡示意图（溶胶与凝胶）；（C）解聚过程示意图；（D）不同条件下形成的微胶囊粒径；（E）Aba@BHT-PVA-5% 的温度响应性

图 8 （A）Aba@BHT-PVA 的释放行为，（B）包封率和（C）热重（TGA）曲线；（D）微胶囊电子穿透后硅（Si）含量检测；（E）囊外壳在颗粒水中释放前后的扫描电镜（SEM）图像；（F）Aba@BHT-PVA 的抗光解性以及（G）在光照下的释放行为；（H）对大型溞的 48 小时急性毒性

图 9 （A）长效防虫效果示意图；（B）Aba@BHT-PVA 的叶片接触角；（C）Aba@BHT-PVA 的抗雨水冲刷性；（D）死亡率；（E）Aba@BHT-PVA 对羽衣甘蓝上小菜蛾的田间防治效果

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165789

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