19-10-2026
19-10-2026
Eine neue Studie der Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bietet eine Lösung für ein langjähriges Problem in der Landwirtschaft: Pestizide, die auf Getreide abgewaschen werden, bevor sie ihre Wirkung entfalten können.
Die im „Journal of Controlled Release“ veröffentlichte Studie ließ sich von den winzigen, haarähnlichen Strukturen inspirieren, die Bakterien dabei helfen, sich im menschlichen Darm festzusetzen.
Das Forschungsteam ahmte diese natürliche Art der Haftung nach, indem es Siliziumdioxid-Nanopartikel mit rauer Oberfläche baute, die auf Blattoberflächen weitaus besser haften als herkömmliche Nanopartikel. Dadurch kann die Verschwendung von Pestiziden reduziert und die Notwendigkeit wiederholten Sprühens verringert werden.
Den Forschern zufolge ist das herkömmliche Versprühen von Pestiziden äußerst ineffizient. Die Oberflächen von Blättern sind mit einer wachsartigen, wasserabweisenden Schicht überzogen, die dafür sorgt, dass Sprühtropfen daran abprallen. Regen wäscht weg, was darauf landet, während Sonnenlicht und Verdunstung die Wirkstoffe zersetzen. Frühere Studien haben gezeigt, dass bis zu 90 Prozent eines Pestizids möglicherweise nie ihr Ziel erreichen, was Landwirte dazu zwingt, immer wieder zu sprühen. Dies treibt die Kosten in die Höhe und verschlimmert die Umweltverschmutzung und Umweltschäden.
Das Forscherteam beschäftigte sich mit Bakterien, um eine Lösung zu finden. Einige Darmbakterien haben winzige, haarähnliche Teile, sogenannte Pili. Diese Pili funktionieren wie kleine Haken. Sie haften an Oberflächen, sodass die Bakterien nicht weggespült werden. Die Forscher haben diese Idee kopiert. Sie stellten winzige hohle Siliziumdioxidpartikel her und überzogen ihre Oberflächen mit kleinen Stacheln. Dann füllten sie diese Partikel mit Imidacloprid, einem gängigen Insektizid.
Eine detaillierte Analyse bestätigte, dass die stacheligen Nanopartikel beim Aufsprühen auf Blätter genau wie die Pili von Bakterien wirken. Sie graben sich in die wachsartige Blattoberfläche ein und verankern sich dort wie winzige Anker. Sie bilden außerdem Wasserstoffbindungen – schwache chemische Verbindungen, die wie winzige Magnete wirken –, die den Halt noch verstärken.
„Dieser doppelte Griff trägt dazu bei, dass das Pestizid auch bei Regen an Ort und Stelle bleibt. Die Träger geben das Pestizid außerdem langsam ab und widerstehen UV-Schäden, was sie noch effizienter macht“, sagte Wang Guozhong, Forscher am Institut.
Das Forschungsteam testete die neue Struktur an Blättern von Baumwoll-, Sojabohnen- und Tomatenpflanzen. Nach simulierten Regenfällen war die auf den Blättern verbleibende Pestizidmenge mehr als 4,8-mal höher als bei einem marktüblichen Imidacloprid-Produkt.
„Sicherheitstests an Pflanzen und Zebrafischen zeigten keine eindeutigen Anzeichen einer Schädigung, was darauf hindeutet, dass das neue Pestizid umweltfreundlich ist und den Weg für niedrig dosierte, hochwirksame, umweltfreundliche Pestizidprodukte ebnen könnte“, fügte Wang hinzu.
