Учёные предложили экологичную альтернативу химическим адъювантам для сельского хозяйства

Около половины всех пестицидов, используемых в сельском хозяйстве, теряется впустую — капли просто отскакивают от листьев растений, не успевая впитаться. Причина в том, что поверхность листа покрыта восковидным гидрофобным слоем, который отталкивает воду. В результате химикаты попадают в почву и водоёмы, загрязняя окружающую среду.

Новый подход: «жидкие шарики» вместо химии

Команда исследователей под руководством Просенджита Сена из Центра нанонауки и инженерии (CeNSE) при Институте наук Индии (IISc) предложила новую, экологичную альтернативу традиционным адъювантам — технологии, повышающей смачиваемость листьев.

Учёные разработали метод, при котором капли воды покрываются слоем гидрофобных частиц, превращаясь в так называемые Liquid Marbles (LM) — «жидкие шарики».

Эти LM не отскакивают от листьев, как обычные капли, а прочно оседают на поверхности, обеспечивая более равномерное распределение действующего вещества. Исследование опубликовано в журнале Journal of Colloid and Interface Science.

Как работает технология

В классической форме LM применяются в лабораториях как миниатюрные капсулы для химических реакций — жидкость внутри капли изолирована от внешней среды. Учёные IISc заметили, что при столкновении с супергидрофобной поверхностью такие шарики теряют часть энергии из-за взаимодействия своих частиц, и потому не способны отскочить.

Эта особенность и легла в основу нового метода осаждения капель.

При попадании LM на лист шарик слегка расплющивается, а его оболочка — из биоразлагаемых гидрофобных частиц — препятствует отскоку. Таким образом капля жидкости прилипает к поверхности, что значительно повышает эффективность нанесения пестицидов.

Экологичные материалы и испытания

Для создания LM использованы безопасные материалы — ликоподий (растительный порошок) и зеин, белок, получаемый из кукурузы. Они обладают высокой гидрофобностью, но при этом полностью биоразлагаемы и нетоксичны.

Тесты показали, что капли, покрытые такими частицами, осаждаются на листьях роз значительно лучше, чем традиционные растворы с химическими добавками.

Преимущества и перспективы

• Безопасность — в составе нет тефлона, стеклянных микрошариков и других вредных компонентов.

• Эффективность — пестициды оседают на листьях, а не в почве.

• Универсальность — метод можно применять не только в аграрной сфере, но и, например, в печати на гидрофобных поверхностях.

Следующие шаги

Учёные продолжают работу над снижением себестоимости метода и масштабированием технологии для практического применения в сельском хозяйстве.

Если разработку удастся адаптировать для массового использования, фермеры смогут сократить расход пестицидов на 30–50%, снизив нагрузку на экосистему и сделав обработку растений значительно более экологичной.