高效绿色农药助剂与胶体界面化学研究团队简介
高效绿色农药助剂和胶体界面化学研究团队由杜凤沛教授、张莉副教授、张晨辉副教授、张云飞副教授、高玉霞博士、钟廷珺博士组成,主要从事农药剂量传输的规律与调控机制、高效绿色农药助剂和农药制剂的研发等工作,通过界面化学、胶体化学、合成化学、材料科学与农药学的交叉与融合,为高效绿色农药助剂、制剂的研发提供新的理论依据和科学高效的评价方法,为提高农药剂量传输效率、实现化学农药减施增效提供调控新策略。团队负责人杜凤沛教授,中国农业大学特聘教授、博士生导师、国家“万人计划”教学名师。现任理学院副院长、化学实验教学中心主任,兼任教育部大学化学课程教学指导委员会委员、全国农药登记评审委员会委员、中国化学会农业化学专业委员会委员、中国农药工业协会制剂创新技术工作专家委员会主任、中国农药应用与发展协会农药制剂与助剂委员会副主任委员,中小学化学国家教材重点研究基地学术委员会委员、中国农科院植保所学术委员会委员、北京师范大学等校国家级实验教学示范中心学术委员会委员、南开大学国家农药工程中心特聘研究员,《农药学学报》《现代农药》常务编委、《大学化学》编委等社会职务。在胶体与界面化学、农药剂量传输的规律与调控机制、高效绿色农药助剂和农药制剂研发、化学农药减量增效及高等学校化学教育教学等领域有深厚造诣,主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金等30余项科研项目,主持教育部、北京市等20余项教学研究项目,发表学术论文140篇,授权国家发明专利13项其中5项成果实现成果转化,主编国家级规划教材2部,以主要完成人获省部级及以上教学、科研成果奖励12项,指导本科生获省部级及以上竞赛奖励50余人次,培养研究生60名。
团队的主要研究成果如下:
1. 农药高效剂量传输的规律与调控机制。首次提出靶标表观表面自由能及其分量的概念及研究方法,开创性的将其用于靶标界面特性的定量研究,明确了水稻、小麦、苹果、梨、茶叶等靶标叶面界面特性的变化规律;在国内率先将动表面张力、接触角、粘附力、界面扩展流变性质等引入到农药高效剂量传输的规律与调控机制研究,创造性的提出利用药液的体相性质、界面性质、流变特性及能量耗散等协同调控药液在靶标叶面的固-液相互作用的思想。基于农药高效剂量传输的规律率先建立起农用化学品配方的快速评价方法,既保证试验结果的快速性、客观性和准确性,又大幅节省费用,缩短研发时间,为高效绿色农药助剂和制剂的精准研发提供了依据。
2. 高效绿色农药功能助剂的精准研发。依托农用化学品配方的快速评价方法,以助剂调控农药的剂量传输规律和作用机制为指导,结合靶标叶面的界面特性和活性成分的作用机制,研发了系列靶标导向、功能化、精准化、绿色化的农药桶混助剂,获得了4项国家发明专利并成功实现了成果转化,为无人机飞防和“一喷三省”农药减施增效使用技术提供了物质保障,产生良好社会效益。率先将天然产物助剂、化妆品领域助剂应用到农药制剂领域,解决了草甘膦、草铵膦SL等制剂中牛脂胺、AES、丙二醇甲醚等助剂毒性高、用量大、成本高、易起泡及面临禁用等问题,提高了草甘膦、草铵膦SL等农药制剂的生物相容性和剂量传输效率,并获大规模推广应用。
3. 高效绿色农药制剂的精准研发。以提高农药的剂量传输效率为目标,依托农用化学品配方的快速评价方法,结合靶标叶面的界面特性、活性成分的作用机制和理化性质,研发了系列靶标导向的绿色高效农药制剂,获得了4项国家发明专利并部分实现了成果转化。在抑制烯草酮、乙酰甲胺磷等农药活性成分的分解领域取得了全球领先的成果,研发的24%和36%烯草酮EC、30%乙酰甲胺磷EC分解率小于5%,成本低,有着极强的市场竞争力;研发的45%二甲戊乐灵CS不含无机盐,降低了土壤盐碱化的风险;首次制备了具有“挂钩-帽子”结构的Janus系列微米、纳米级的农药制剂及菊酯类系列正电农药纳米EW,并实现成果转化;针对生物农药制剂,包括淡紫拟青霉可分散油悬浮剂、金龟子绿僵菌可分散油悬浮剂、球孢白僵菌可分散油悬浮剂、苏云金杆菌可分散油悬浮剂等取得了可喜成果。