Licht, elektrisches Feld, magnetisches Wechselfeld und pH-Wert wurden als Auslöser verwendet, um die Freisetzung von Pestiziden zu steigern, von denen der pH-responsive Typ aufgrund seiner einfachen Bedienung und niedrigen Kosten auf breites Interesse stößt.
Die meisten pH-gesteuerten Pestizide zeigen eine monotone Reaktion auf Säure oder Alkali, und somit ist die großtechnische Anwendung begrenzt, da der pH-Wert von Wasser zum Sprühen in der Landwirtschaft zwischen schwach sauer und schwach alkalisch variieren kann. Die Entwicklung von Pestiziden mit kontrollierter Freisetzung, die auf Säure/Alkali mit dualem pH-Wert reagieren und in mehreren Anwendungssituationen flexibel sind, könnte dazu beitragen, diese Herausforderung zu bewältigen.
Laut einer Veröffentlichung in Zeitschrift für Verfahrenstechnikgelang es einem Team unter der Leitung von Prof. Wu Zhengyan am Institute of Intelligent Machines, Hefei Institute of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, eine neuartige Art von reaktionsfähigem Material mit doppelter Säure/Alkali-pH-Empfindlichkeit zu entwickeln, um hydrophobe Pestizide durch die Kombination von zu liefern säureempfindliches Calciumion (Ca2+)-Ethylendiamintetraacetat (EDTA2-)-Komplex und basenempfindliches Calciumalginat.
Während der Beladung mit Chlorpyrifos erfolgte der Zusammenbau spontan durch Mischen von Ca2+-modifizierten, säurebehandelten Halloysit-Nanoröhren (a-HNTs) mit EDTA2-, gefolgt von der Funktionalisierung von Alginatgel, um das intelligente Pestizidabgabesystem (HCECA) zu erhalten.
Die Beladungskapazität und Beladungseffizienz des Systems für Chlorpyrifos betrugen 130 mg/g bzw. 65 %, was ein duales pH-abhängiges kontrolliertes Freisetzungsverhalten zeigt.
Gleichzeitig zeigte das System eine hervorragende Blatthaftungsleistung, hohe Temperaturbeständigkeit und UV-Beständigkeit, was den Verlust erheblich reduzieren, die Wirkungsdauer von Pestiziden verlängern und die Nutzungsrate verbessern konnte.
Bemerkenswerterweise zeigte das Trägermaterial eine hervorragende Biokompatibilität bei Toxizitätstests an Zebrafischen. Das auf Halloysit-Nanoröhren basierende Gelmaterial dient als vielversprechender Träger für hydrophobe Pestizide, die beim kontrollierten Umgang mit landwirtschaftlichen Gefahren eingesetzt werden sollen.
Guopeng Teng et al, Verbundmaterial auf Halloysit-Nanoröhrenbasis mit dualer Säure/Alkali-pH-Antwort und Blattadhäsion für die intelligente Abgabe von hydrophoben Pestiziden, Zeitschrift für Verfahrenstechnik (2022). DOI: 10.1016/j.cej.2022.139052