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研究揭示偽雙子表面活性劑對農藥液滴彈跳高效抑制機制

發布時間：2023年05月18日

農藥制劑在無人機施藥過程中大部分藥液因飄移、彈跳、淋溶、傳導等損失到水體和土壤中，最終被靶標生物有效利用的農藥不足 0.1%，帶來嚴重的農業面源污染、生態環境破壞、農產品農藥殘留超標等系列負面問題，農業面源污染已成為綠色農業發展的掣肘。因此，如何提高農藥的生物利用度，農藥減施增效，從源頭減少流失量，最大限度降低農藥投入品對環境污染的風險，是打好農業面源污染治理攻堅戰、提升農業綠色發展能力的關鍵問題。

近日，省科學院化工所表面活性劑團隊以脂肪酸和己二胺為原料，通過靜電作用構建了一種綠色偽雙子表面活性劑，當脂肪酸為月桂酸時，形成的表面活性劑具有較低的表面張力（22 mN/m），在91 < We < 1833時，該表面活性劑可以完全抑制高速農藥液滴在超疏水葉面上彈跳，而且可以在非常低的濃度下（0.1%）促進液滴在葉面上快速鋪展，以控制無人機噴藥時因高速氣流導致的藥液彈跳和流失。該類表面活性劑可在水溶液中自組裝成動態的網狀球形膠束，并且在新形成固液界面處進行快速遷移吸附促進Marangoni效應發生，從而實現高速液滴在超疏水植物葉面的高效沉積和超擴散。此外，研究發現該表面活性劑與除草劑對控制稻田的雜草具有明顯的協同作用，控制效率為98.4%。該工作不但揭示了偽雙子表面活性劑對農藥液滴彈跳高效抑制機制，還為提高農藥的有效利用率并減少過量農藥施用對生態環境的影響提供了一種更簡單、有效及可持續的方法。