纳米技术会成为农药领域重磅炸弹的催化剂吗？

　　本文来自35斗微信公众号，作者陈欣雨
　　2019年，在国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）成立100周年和门捷列夫元素周期表公布150周年纪念会上，IUPAC公布了＂未来改变世界的十大化学创新＂，并将其称为＂介于新的科学发现和完全商品化技术之间＂的新兴技术，其间，纳米农药位列榜首。
　　纳米农药是利用纳米材料与制备技术，将原药、载体与辅剂进行有效高效配伍创制的农药制剂产品。＂重磅炸弹＂则是药企在医药领域中所开发出的＂大佬＂级药物，其认定标准以销售额为硬指标，年销售额10亿美元以上的药物才能获此殊荣，如若这一数值突破100亿美元，则是业内的＂超级重磅炸弹＂。将纳米与农药进行跨界搭配，或许会碰撞出农药赛道中的＂重磅炸弹＂。
　　一、3大优势，助力纳米农药做大做强
　　纳米是长度的度量单位，一纳米等于百万分之一毫米，比单个细菌的长度还要小；纳米技术则是研究结构尺寸在1~100纳米范围内材料的性质和应用。对纳米技术的极致追求是直接在原子或分子层面上构造具有特定功能的产品，假以时日，如若人们真能在上述层面实现对物质的操纵，那成为＂造物主＂便具化成了工程化的问题。
　　尽管纳米技术听起来高大上，但其却早已＂飞入寻常百姓家＂，我们日常所用的手机、电脑，牙膏，甚至所喝的饮料中都有纳米技术的身影。纳米技术的兴起带动了多个相关的学科，例如纳米医学、纳米材料学等，同时，纳米科技与传统农业的深度渗透与融合也掀起了新一轮的农业产业技术革命浪潮，纳米农药就是被激荡起来的一朵浪花。
　　对于农药来说，微粒的尺寸直接影响到了药效。同样质量的药物，其有效成分的微粒尺寸越小，能够接触作物的面积更大，接触生物靶标就越充分，药效也将更好。将农药＂掰开揉碎＂，铺天盖地般向害虫撒去，能够显著减少农药用量，在经济性上取得新突破。 在高成长的农药市场中，其规模在千亿以上，其间，纳米农药将占据一席之地。
　　基于聚合物的纳米制剂、直接将农药活性物质加工为纳米尺度的粒子以及无机纳米颗粒是目前常用的纳米农药开发手段。第一类制剂是将纳米材料打造为农药载体，将农药输送到靶向目标上，以高分子聚合物、二氧化硅等作为载体较为常见；第二类则主要运用微乳剂、纳米乳等；无机纳米颗粒则是直接将具有杀菌作用的金属及其氧化物作为药剂施用，也可将其与其他农药进行复用。
　　将纳米技术应用于农药加工、制备具有更多不同特性的纳米农药产品，无疑是未来农药加工的风向。随着纳米材料和技术工艺的迭代升级，纳米农药已取得了长足进步，正迎来实用化的发展新阶段，纳米技术拥有助推农药领域出现下一个蓝海的实力。
　　纳米材料与生俱来的尺寸小、结构特殊等理化特性，为其定量、动态传输药物带来了优势。 农药长期、大量、低效的施用，不仅危害人体健康，还会导致环境的污染和破坏，因此，大力发展农药剂型加工技术，提高农药利用率已刻不容缓。2020年，农业农村部发布的数据显示，我国农药利用率为40.6%，这意味着有超过半数的农药进入到了环境中。因此，纳米农药的使用，对充分发挥农药效用、推动农业高质量发展意义重大。
　　政策的利好也为纳米农药的发展带来了生机与活力。 近年来，我国陆续出台的政策及文件对纳米农药的发展影响深远，集聚了众多的人才、资金等力量为其前行和进步提供了保障，35斗统计了近年来发布的有关纳米农药的文件。
　　图：与纳米农药相关的部分政策文件 数据来源：据公开资料收集
　　在政策导向下，2014年，我国还启动了纳米农业领域中首个973计划项目，项目旨在推动我国绿色农药产业发展、响应国家发展绿色农药的重大战略需求并推动纳米农药在我国的研究与应用。2020年，中国农业科学院宣布启动农业纳米药物靶向递送机理研究与新产品创制这一科研项目……种种项目的推进对于推动纳米农药产品升级换代，抢占国际纳米农药产业制高点、掌握话语权，意义重大。
　　其与植保无人机的高适配度也使得纳米农药＂更上一层楼＂。 部分农药难容、甚至是不溶于水一直是无人机农药喷洒的桎梏，纳米农药的出现不仅提高了农药混配服务的可能性，还有望解决无人机喷头堵塞的难题，更是无人机这类容量低、细雾滴施药器械的＂最佳伴侣＂，能够助推无人机在农业应用中的腾飞。在科学技术不断进步的今天，纳米农药为机械携带药物喷洒提供了另一种解法。
　　在千亿级的市场规模面前，纳米农药给人们留下了巨大的想象空间。
　　二、纳米农药的＂难＂与＂痛＂
　　任何事物都是对立统一的，纳米农药也有其弊病。产品能否被从业者广泛接受和认同，不仅在于开发它的有利性能，攻破其身上的痛难点意义同样重大。
　　首先是纳米农药的使用也需面对面源污染、食品安全等问题。纳米农药的本质也是农药制剂，因此，其本身所具备的毒性是无法消除的，但只要将其对生物和环境的毒性以及使用的助剂、溶剂以及载体物质的毒性控制在合理范围，纳米农药就有存在的价值。2011年，美国环保署批准了第一种纳米农药AGS-20的登记；2021年，我国召开了《农药纳米制剂产品质量标准制订规范》，相信在不久的将来，会有更为规范和明确的文件来对纳米农药的使用进行指导，彼时，纳米农药的施用和管理也会更加的科学和标准。
　　其次，高于传统农药的加工成本也是阻碍纳米农药被广泛应用的原因之一。但从基于作物的生长周期以及对虫害的防控作用来看，能实现成本的降低。日后还需要针对性地进行宣传和推广，增强从业者的接受度。
　　最后，在研发端，科学家们还需要面对纳米农药制剂粉碎困难、粒径检测困难、纳米颗粒尺寸无法保持稳定等弊病。纳米颗粒中，其摩擦力较为显著，期间也充斥着数量极多的孔隙，容易凝结。除此之外，纳米级的颗粒其熔点也会降低，以金为例，当金粒尺寸小于10纳米时，其熔点降低了几近50%。因此，要想以技术建立起＂护城河＂，上述问题还亟待破局。
　　35斗相信，将当前困扰市场的各种堵点、痛难点作为发力点，提升创新动力，纳米农药终将会走上坦途。
　　三、纳米农药，是否已有产出＂重磅炸弹＂的实力？
　　进入21世纪，全球部分国家和地区相继开展了对纳米农药的研究。尽管我国在2006年才进入纳米农药的探索阶段，却发展迅速，取得了傲人的成绩。2017年，中国农科院科技管理局局长梅旭荣表示，＂十三五＂时期我国纳米农药等技术将走在世界前列。在此期间，世界上和我国也涌现出来众多从事纳米农药事业的优秀企业和科研机构/院校。
　　图：我国部分从事纳米农药方向的企业 数据来源：据公开资料收集
　　图：全球部分从事纳米农药研究的单位 数据来源：据公开资料收集
　　以成立于2018年的南京善思生态科技有限公司（以下简称：善思科技）为例，其创新发展了一类农药品种水性化的新方法，真正实现了农药制剂纳米级的缓控释，推开了纳米农药的时代大门。以纳米技术为依托，善思科技研发出了航空专用植保药剂——澎湃纳米农药。相较传统农药，基于一定的有害生物防控场景，其雾滴沉积均匀性和穿透性具有明显优势，还集高效、安全、经济、环境友好、水基化和可控释等性能与一体，为促进农业机械化的大面积应用构建了技术基础，是航空植保专用药剂行业的领跑者。
　　创新和研发是一个企业的生命力，截止2021年9月，善思科技已获得12件中国发明专利授权，5件PCT国际发明专利，并已获得美国、欧盟、澳大利亚等国的专利授权。＂凭借现有技术能力和专利布局，善思至少能在行业中保持5至10年的领先状态。＂善思科技总裁梁冰说。
　　除善思科技外，市面上还有众多从事纳米农药工作的企业，这些企业，或许只是纳米农药赛道上的部分参赛选手，还有其它的选手正摩拳擦掌、蓄势待发。
　　35斗了解到，目前亦有一些投资机构在关注此领域，希望发现有别于传统化学农药或植保产品的新公司，培育更符合绿色、高效农业生产模式的新产品。
　　四、如何培育＂重磅炸弹＂？
　　尽管我国市场上已经出现纳米农药制剂的众多产品和企业，但成为农药领域中睥睨江湖的＂重磅炸弹＂仍任重而道远。据统计，我国2021年全国农药行业制剂销售TOP10中，总销售额在10亿元以上的企业仅有8家，前十强的整体销售额为145.10亿元，距离单品10亿美元的销售额还有很长一段路要走。
　　图：2021年全国农药行业制剂销售TOP10名单 数据来源：据公开资料收集
　　首先是＂打铁还需自身硬＂的产品效果。 纳米农药以其药效强、利用率高等优点获得了农业从事者的青睐，但针对某一细分品类的＂人气＂产品仍未出现，因此，在具体的研发环节中，仍需要导向性强、品类明确的纳米农药产品性能设计，科学上取得的重大突破和进展是提升产品质量、缔造行业内＂重磅炸弹＂的基础。
　　路漫漫其修远兮，研发端仍需上下而求索。在目前以无人机农药为导向的纳米农药大发展期，科研的积极性已有所提高，在研发过程中，企业选择与CRO机构进行合作或是进行一体化的研究，是企业在产品研发环节中智慧和的体现，更是企业能否在市场抢占先机的重要步骤。但需要注意的是，药效并不能与销量画等号，要摆脱＂叫好不叫座＂的现象，还要读懂市场所需，打动消费者，用对方法，才能离＂重磅炸弹＂更近一点。
　　企业战术的应用对于拉进消费者距离、提高销量、促进商品消费同样意义重大。 企业本身的规模、市场份额、综合实力等对于产品的受众来说是购买商品的因素之一，因此，企业所研发的产品从品牌的打造到消费者的最终购买环节中，采取的打造＂明星单品＂、拓宽销售渠道、提升产品知名度等方式，对于提升单品销量、集聚品牌效应有着重要意义。此外，在产品推广过程中，再加上一点点运气，成为＂重磅炸弹＂也并非可望不可即。
　　市场跌宕起伏，商品在市场中或一鸣惊人，成为行业内的＂重磅炸弹＂；或泯然众人矣＂，无人记起；一切，还需要时间来揭晓答案。
　　参考资料：
　　1.《厉害了，我的纳米农业》
　　2.《纳米农药，植保方式的一场革命？》
　　3.《纳米材料和纳米农药的定义 各国纳米农药监管现状及政策》
　　4.《我国纳米农药研究发展迅速》
　　5.《纳米农药制剂的研究关注点及难点总结》
　　6.《＂改变世界＂的纳米农药产业化技术掌握在这家南京公司手里》