综述:基于精油的乳液研究进展:传统农用化学品的环保替代方案

【字体: 时间:2025年09月14日 来源:Current Opinion in Colloid & Interface Science 7

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  本综述系统探讨了精油乳液(EO emulsions)作为绿色农用化学品的最新研究进展。重点分析了纳米乳液(NEms)和皮克林乳液(PEms)的构建策略,强调植物源乳化剂、生物表面活性剂及纳米颗粒(NPs)的协同稳定机制。文章详细阐释了胶体稳定性理论、静电/空间稳定作用及非DLVO力场的影响,并展示了其在改善润湿性、粘附性和控释特性方面的应用优势。最后针对规模化生产挑战和标准化需求提出前瞻性展望。

  

Emulsions as delivery vehicles for EOs

乳液作为精油输送载体具有独特优势。传统精油(EOs)虽具备抗菌、杀虫和抗氧化特性,但其高挥发性、不稳定性及水溶性差限制了直接应用。乳液体系通过将精油包裹在油水界面中,有效解决了这些瓶颈问题。当前研究主要聚焦三类乳液体系:微乳液(microemulsions)、纳米乳液(nanoemulsions, NEms)和皮克林乳液(Pickering emulsions, PEms)。其中NEms和PEms因具有小尺寸、高包封率和缓释特性而成为研究热点。

NEms通常借助表面活性剂或聚合物乳化剂构建,而PEms则采用纳米颗粒(NPs)或纳米复合物稳定界面。特别值得关注的是,植物源乳化剂(如皂苷、蛋白质)和生物表面活性剂正逐渐替代传统化学乳化剂,这与精油的绿色理念高度契合。乳液稳定性受多重因素影响,包括静电作用、空间位阻以及非DLVO力(如疏水作用、氢键)。理论研究表明,通过调控这些相互作用可显著延缓乳液的分层、絮凝和奥斯特瓦尔德熟化等失稳现象。

Application and impact assessment of EO NEms as greener agrochemicals

精油纳米乳液在农业领域的应用展现出巨大潜力。与传统合成农药相比,EO NEms对非靶标生物毒性更低,且不易在环境中持久残留。其作用机制多样:对于微生物,精油成分(如麝香草酚、丁子香酚)能破坏细胞膜完整性,诱导氧化应激并抑制生物膜形成;对于害虫,则可干扰神经传递(如GABA受体)、抑制细胞色素P450酶系或调节章鱼胺能系统。

研究证实,乳液的纳米级尺寸显著提升了药效表现。例如桉树油(含1,8-桉叶素60-85%)纳米乳液对E. ceratoniae的致死率达100%;香茅油(主要含香茅醛、香茅醇)对棉铃虫(Spodoptera littoralis)和谷蠹(Oryzaephilus surinamensis)表现出强烈杀虫活性。乳液体系还改善了活性成分的润湿性、叶面粘附性和耐雨水冲刷能力,从而实现持续释放和延长持效期。

Conclusions and future directions

精油乳液为农用化学品提供了可持续的发展方向。通过植物源乳化剂与纳米颗粒的协同使用,可构建高效稳定的递送系统。当前挑战在于大规模生产的工艺优化、质量标准化及田间验证体系的建立。未来研究应聚焦于精油组分分子量分布与界面活性的关联机制,开发智能响应型乳液系统,并建立全面的环境与毒理学评估体系。

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