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在日前舉行的首屆納米科技與農(nóng)業(yè)可持續(xù)技術(shù)發(fā)展國際會議上，我國專家宣布成功研制出納米農(nóng)藥新劑型，這也標(biāo)志著我國納米農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)入發(fā)展新階段。為此，記者采訪了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所農(nóng)業(yè)納米創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家崔海信研究員，請他為我們解析納米技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來。

    納米技術(shù)并不遙遠(yuǎn)，日常生活中隨處可見

    “納米是一種長度的度量單位，一納米等于百萬分之一毫米。納米技術(shù)，則是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。”崔海信告訴記者，盡管納米用肉眼看不到，但納米尺度的物質(zhì)在生活中卻隨處可見，我們平常喝的玉米汁中，其中的部分淀粉顆粒結(jié)構(gòu)就是100納米大小的顆粒；在美味的雞湯里，某些蛋白質(zhì)的顆粒也是納米級的粒子。

    作為新世紀(jì)一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，雖然納米技術(shù)聽起來高深莫測，但它距離我們一點(diǎn)也不遙遠(yuǎn)。它藏在我們每天操作的電腦芯片里，應(yīng)用在智能手機(jī)上，使用在化妝品里。生活中我們常見的涂針、食品、飲料、高鐵上的鐵軌，都可能是應(yīng)用了納米技術(shù)的產(chǎn)物。

    如今，納米科技與傳統(tǒng)科技的滲透與融合正在掀起新一輪的產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命。崔海信舉例介紹說，比如現(xiàn)在的信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)由微電子時(shí)代步入了納電子時(shí)代，而芯片加工的精度也已達(dá)到14納米，正是因?yàn)榧{米科技，使得大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等一系列信息技術(shù)得以全面廣泛的普及和應(yīng)用。

    值得一提的是，今年的諾貝爾化學(xué)獎授予的三位科學(xué)家，以獎勵(lì)他們“在分子機(jī)器的設(shè)計(jì)和合成”方面的貢獻(xiàn)，實(shí)際上，他們研究成果就是通過單個(gè)分子的自組裝合成得到納米尺度的小機(jī)器。正如諾獎委員會所言：“人類掌握了在分子層面和納米尺度上控制運(yùn)動的技術(shù)。”可見，納米技術(shù)正在推動現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系與社會生活方式的重大變革。

    納米技術(shù)已在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，并顯示出良好前景

    納米技術(shù)的發(fā)展帶動了與納米相關(guān)的很多新興學(xué)科，比如納米醫(yī)學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)等等，自然也催生了納米農(nóng)業(yè)的誕生。崔海信介紹說：“從概念上說，納米農(nóng)業(yè)是將納米技術(shù)和材料運(yùn)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，研究納米尺度的物質(zhì)在農(nóng)業(yè)中的創(chuàng)新與應(yīng)用的科學(xué)。”

    事實(shí)上，納米科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新與應(yīng)用并不是什么新鮮事。為了克服糧食安全、資源短缺和環(huán)境問題，2000年，美國“國家納米科技創(chuàng)新行動”正式將農(nóng)業(yè)納米科技列入科研日程。2003年，美國農(nóng)業(yè)部啟動了“納米科技在農(nóng)業(yè)與食品領(lǐng)域應(yīng)用”研究專項(xiàng)。近10年來，歐盟、巴西、加拿大、中國等農(nóng)業(yè)大國（地區(qū)）相繼加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)納米科技研究，F(xiàn)AO、WHO等國際組織也在高度關(guān)注納米科技對全球未來農(nóng)業(yè)和糧食安全的影響。

    那么，納米技術(shù)可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)的哪些方面呢？“我們既可以利用納米技術(shù)改進(jìn)基因操作方法提高優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆生物新品種培育效率，也可以利用納米材料的靶向傳輸與控釋功能改善化肥、農(nóng)藥、獸藥以及飼料等農(nóng)業(yè)投入品的有效利用率，降低殘留與污染；另外，還能利用利用納米分析與診斷技術(shù)增強(qiáng)農(nóng)業(yè)重大疫情與食品安全的監(jiān)控能力，利用納米生物技術(shù)改善食品的營養(yǎng)成分、風(fēng)味與品質(zhì)，提高農(nóng)產(chǎn)品深加工強(qiáng)度，延長農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈；此外，還能利用納米微機(jī)電技術(shù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)化與智能化管理水平。”崔海信如數(shù)家珍，他說，“現(xiàn)在，納米農(nóng)業(yè)已經(jīng)在這五個(gè)方面現(xiàn)顯示出了良好的應(yīng)用前景。”

    我國成功研發(fā)納米農(nóng)藥，納米農(nóng)業(yè)未來更精彩

    近年來，我國農(nóng)業(yè)納米科技也獲得快速發(fā)展，尤其是在利用納米材料與技術(shù)提高農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)投入品有效性和安全性方面，取得了一批創(chuàng)新性研究成果，在國際了產(chǎn)生了重要影響力。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)納米創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)了一批高效、安全的殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等納米農(nóng)藥新劑型，目前正致力于產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和推廣應(yīng)用研究。

    據(jù)介紹，研究人員充分利用納米技術(shù)，將農(nóng)藥粒子從傳統(tǒng)的5微米降低至100納米，小尺寸效應(yīng)可減少葉面農(nóng)藥脫落，提高了農(nóng)藥的利用率。與此同時(shí)，利用納米材料負(fù)載農(nóng)藥粒子，可根據(jù)作物防治的時(shí)效特性等需求，通過微囊化技術(shù)實(shí)現(xiàn)藥物的控制釋放，并延長持效期，這樣就能減少農(nóng)藥的施用次數(shù)，從而避免了農(nóng)藥濫用引發(fā)的食品安全問題。

    不僅如此，農(nóng)藥多為難溶性化合物，通過納米技術(shù)還能改善難溶藥物的水溶性與分散性，減少農(nóng)藥制劑成分中的“三苯”類等不利于人體的有機(jī)溶劑使用量。據(jù)測算，與傳統(tǒng)農(nóng)藥相比，在病蟲害防治效果相同的前提下，全面推廣使用納米技術(shù)，可降低農(nóng)藥投放量30%以上，每年減少“三苯”類溶劑50萬噸，大幅度降低農(nóng)藥殘留污染，改善生態(tài)環(huán)境。

    “隨著工業(yè)化與城市化進(jìn)程的推進(jìn)，采用納米技術(shù)與新材料等前沿科技推動農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。”對于納米農(nóng)業(yè)的未來，崔海信滿懷期待，“納米科學(xué)是一種方法論，它為人類開辟了在微光尺度上改造分子和原子、合成微小機(jī)器的新視野。可以預(yù)測，納米技術(shù)將使整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和食品工業(yè)發(fā)展發(fā)生變革，從而改變農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸和消費(fèi)的方式，讓我們農(nóng)業(yè)的未來變得更加精彩。”