新型纳米膜 害虫无处躲（科技瞭望）

纳米纤维用于田间害虫绿色防治示意图。受访者供图

在田间，昆虫依靠性信息素寻找配偶，而人类则利用这一机制进行绿色防控。然而，这种看似理想的防控手段，在现实中却常常受制于高温天气。
近日，中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队开发出一种纳米纤维薄膜，兼具温度调节和缓释功能，可有效延长昆虫性信息素在高温下的有效期。相关研究成果发表在《先进功能材料（Advanced Functional Materials）》上。
转变思路，给环境降温
昆虫性信息素人工合成后可用于诱捕害虫，从而减少农药使用，被视为绿色农业的重要工具。上官文杰是该项研究的团队成员，他坦言，现实中实现绿色防控的难题在于，昆虫性信息素挥发太快。
“信息素本质上是小分子有机物，在夏季高温、强日照条件下极易挥发和降解，往往在短期内失去效果。农民不得不频繁补投，这不仅增加成本，也削弱了绿色防控的稳定性。随着气候变暖和极端高温天气增多，这一短板愈发明显。”上官文杰说。
过去的技术路径，大多围绕如何让信息素释放更慢展开，比如增加包埋厚度或优化材料结构。但这类方法本质上仍是“堵”的思路，试图把信息素困住，忽视了环境温度这个根本变量。
此次研究的突破，在于给环境主动降温。
简单来说，此次研究开发的新薄膜像一个自带降温系统的“微环境调节器”。实验数据显示，这种材料太阳光反射率高达约94%，中红外发射率约86%，可使自身温度降低约5.5℃。上官文杰说：“我们先把载体局部温度降下来，再配合核壳纤维结构和纳米颗粒调控扩散，可以同时解决昆虫性信息素在热环境下易挥发、释放时间短的难题。结果显示，信息素释放时间在室内可延长至约104天，在户外也达到约62天，优于对照产品。”
两种材料发挥关键作用
这层看似普通的薄膜，其实有着精细设计。研究团队将其机理概括为两点。
首先是“降温”。材料通过光学特性将大部分太阳辐射反射回去，同时把自身热量以中红外形式高效辐射出去。这种被动冷却方式无需能量输入，却能持续降低材料温度，相当于在田间为信息素搭建了一层“隐形遮阳伞”。
其次是“缓释”。薄膜内部采用核壳结构的纳米纤维，并引入纳米颗粒，使信息素在其中的扩散路径变得更加复杂。分子模拟结果显示，信息素分子与载体之间存在较强的界面相互作用，这进一步抑制了其快速迁移。
科研人员介绍，在这一体系中，两种关键材料发挥了协同作用。其中氧化锌主要负责将太阳光“挡回去”，减少热量输入；二氧化硅则像“散热器”，有助于将积累的热量快速释放。二者的作用并非简单叠加，它们共同改变了信息素在纤维中的扩散路径，使其“走得更曲折”，从而实现更稳定、更持久的释放。
最终效果达到既降低环境对信息素的破坏，又延缓信息素释放速度，使其“有效浓度”在更长时间内维持稳定。
从实验室走向田间
从现有数据看，这种纳米纤维薄膜已展现出良好的环境适应性。在高温、高湿、强紫外甚至臭氧等多重胁迫条件下，其性能依然稳定。田间试验表明，诱捕效果可持续至少8周；在电生理检测中，对目标昆虫的刺激响应可维持90天以上。
“信息素本身具有高选择性、环境友好等优势，但过去常受限于高温下持效期短、田间表现波动大。”上官文杰说，这项技术的意义不止于一种新材料。通过材料科学手段，它为绿色防控提供了一种新的技术路径，提升生物防治工具在复杂环境中的稳定性。
不过，研究团队也保持了理性判断。目前，这项技术仍需进一步研究，包括连续化制备工艺、长期储存稳定性、多区域适用性等问题，以助力
更好实现规模化应用。
谈及下一步研究重点，研究团队认为有几个不同方向。比如继续做不同气候区、不同害虫和不同作物体系下的长期田间验证，以及从单一信息素进一步拓展到更广泛的挥发性绿色活性物质体系等。
该纳米纤维薄膜研究展现了其在绿色害虫防治中的应用前景，得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金和中国农业科学院重大科技任务等项目的支持。（本报记者 周姝芸）
《人民日报海外版》（2026年04月27日 第 09 版）