Ученые создали водную наноформулу, которая помогает пестицидам удерживаться на листьях
Разработка Университета Ватерлоо позволяет сократить потери пестицидов, снизить загрязнение окружающей среды и отказаться от органических растворителей
Исследователи из Университета Ватерлоо в Канаде разработали водную наноструктурированную формулу для распыления пестицидов, которая значительно улучшает удержание капель на поверхности растений и снижает потери химикатов при обработке сельскохозяйственных культур.
Разработка основана на использовании нанокристаллов целлюлозы (cellulose nanocrystals, CNCs) — частиц растительного происхождения, модифицированных для стабилизации капель пестицидов без применения органических растворителей и традиционных химических добавок.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Colloid and Interface Science в статье «Самоорганизация нанокристаллов целлюлозы для подавления брызг и повышения эффективности доставки пестицидов на гидрофобные поверхности».
Авторы отмечают, что одна из ключевых проблем современной агрохимии заключается в низкой эффективности доставки пестицидов. При стандартном распылении значительная часть вещества отскакивает от листьев, разлетается ветром, смывается дождем и попадает в почву и водоемы.
Особенно сложно удерживать капли на гидрофобных поверхностях листьев, характерных для многих сельскохозяйственных культур.
Новая формула, разработанная в Университете Ватерлоо, позволяет изменить поведение капель при контакте с листьями. Вместо разбрызгивания или стекания капля сохраняет целостность и распластывается по поверхности в виде тонкой пленки, обеспечивая более плотное сцепление с листом.
Профессор химической инженерии Университета Ватерлоо Майкл Там заявил, что в новой системе пестициды диспергируются непосредственно в воде, без использования растворителей.
— Мы распыляем воду, а не растворитель, что хорошо соответствует целям устойчивого сельского хозяйства, — отметил исследователь.
По данным авторов работы, эффективность технологии была подтверждена с помощью высокоскоростной съемки, позволившей зафиксировать подавление разбрызгивания капель при ударе о поверхность листьев.
В основе разработки лежат углеродно-нейтральные нанокристаллы целлюлозы, полученные из воды, пестицидов, а также неорганических и металлических наночастиц. Исследователи модифицировали поверхность частиц таким образом, чтобы они формировали устойчивую наноструктуру вокруг капли.
Одним из ключевых преимуществ технологии ученые называют устойчивость системы к внешним условиям. Формула сохраняет эффективность даже при снижении поверхностного натяжения под воздействием дождя и ветра, что отличает её от ряда существующих решений.
Первые полевые испытания проводились на капустных посадках совместно с промышленным партнером в Сингапуре. По данным исследователей, новая система обеспечила более эффективную защиту растений при меньшем объеме используемых пестицидов по сравнению с традиционными способами обработки.
Авторы считают, что технология может одновременно повысить эффективность сельского хозяйства и сократить экологические риски, связанные с попаданием агрохимикатов в окружающую среду.
Сейчас команда Университета Ватерлоо ищет промышленных партнеров для масштабирования и коммерциализации разработки.
