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　　納米技術(nanotechnology)是在單個原子、分子層次上對物質的種類、數量和結構形態進行精確的觀測、識別和控制的技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和相互作用，并利用這些性質制造具有特定功能產品的技術。目前的研究主要集中在納米組裝體系及新材料應用性能的研究。納米材料的制備技術是指使材料的單位體積達到納米的尺寸，并具有納米效應和特性所使用的方法。由于納米材料具有小尺寸效應、表面界面效應、量子尺寸效應和量子隧道效應等特性，在機械性能、磁、光、電、熱等方面與普通材料有很大不同，具有輻射、吸收、催化、吸附等新的功能，將納米技術應用到農藥領域勢必會帶來新的技術功效。2014年初，由中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所牽頭實施的國家重大科學研究計劃項目——“利用納米材料與技術提高農藥有效性與安全性的基礎研究”項目已經啟動，相信隨著項目研究的開展，我國納米農藥的研究與應用肯定能夠有所突破。農藥一般是指用于消滅、控制危害農作物的害蟲、病菌、鼠類、雜草及其他有害動植物和調節植物生長的藥物，但是隨著環境需求和安全衛生要求的提高，大概念的農藥還包括用于殺滅/防除其他環境中所有不希望的害蟲、雜草、細菌、放線菌、真菌、動植物細胞系、病毒、質粒、原生動物、藻類、微生物等的藥劑。筆者根據已有的關于納米材料和技術應用于農藥領域的技術功效，對將納米技術或納米材料應用于農藥領域的專利申請保護客體進行總結分析，希望研究者在重視項目研究的同時，能夠更加注重研究成果的知識產權保護工作。

　　一、納米材料用作農藥

　　有些金屬或無機材料被制成納米級微粒之后本身就可能具有殺菌的功效，例如納米銀顆粒、氧化鋅納米材料、納米二氧化硅和納米二氧化鈦等，陽光中UVB、UVA紫外線照射下可激活納米級二氧化鈦與水反應產生強氧化劑羥基自由基，強化環境凈化及滅菌作用，在陽光不充足的陰雨天或夜晚，可以開啟紫外臭氧燈管，同樣能夠激活二氧化鈦與水反應產生強氧化劑羥基自由基。納米材料本身以及含納米材料的組合物用作農藥的用途都可以作為專利申請保護的客體，專利申請的主題名稱一般為：一種具有殺菌作用的農藥，其特征在于____(包含有納米材料);一種制備具有殺菌作用的農藥的方法，其特征在于____(納米材料的制備方法);一種具有殺菌作用的農藥的用途，其特征在于_____(包含有納米材料)。這類專利申請在撰寫申請文件時，需要詳細記載如何合成新的納米材料，即納米材料的制備方法，如果制備得到的納米材料具有特殊的性能，需要在說明書中記載是因為反應的條件還是制備方法中特殊的反應方式得到的特殊的性能，并需要對該特殊的性能進行表征，可以通過電鏡掃描或者其它方式進行證明，這一點尤為重要，否則會影響專利說明書是否公開充分。利用納米材料的性能在農藥領域可能的用途，需要通過活性實驗進行驗證，說明書中需要給出具體的實驗效果例進行說明。如果現有技術中已經有類似納米材料用作農藥的技術方案，則新制備的納米材料用作農藥的用途需要比現有技術中已知的同類納米材料具有更加優異的性能或者其他預料不到的效果才可能具有授權前景，比如提高了殺菌活性等，而如果是將已知的納米材料與已知活性成分組合，則需要在說明書中記載納米材料與活性成分之間的關系是功能上的互惠或表現出超越他們單獨效果之和的組合效果。納米材料用作農藥使用時還要解決的技術問題是如何防止納米材料對有益菌的殺滅作用，以及將納米無機材料制成制劑后的環境行為安全評價，如果能克服這些應用上的技術缺陷，也可能具備授權前景。

　　二、納米生物農藥

　　將生物農藥納米化后，可改善制劑中有效成分的粒徑細度及穩定性，提高其速效性和防治效果，通過納米工藝技術處理，將固體生物農藥制成納米級的微粒，要解決的關鍵技術問題是通過怎么樣的制備方法將生物農藥制備得到真正納米級的顆粒，而將生物農藥制備成納米級顆粒的方法，使用該納米生物農藥的方法都屬于專利保護的客體。由于生物農藥一般都是已知的活性成分，一般需要將生物農藥與助劑的組合物作為專利申請保護的主題，專利申請的主題名稱為：一種農藥組合物，其特征在于____(包含納米生物農藥);一種農藥組合物的制備方法，其特征在于____(納米生物農藥的制備方法，或將含有生物農藥的農藥組合物制成納米生物農藥的方法);一種農藥組合物用于防治病害的用途，其特征在于____(含有納米生物農藥)。由于生物農藥本身即具有殺蟲活性，在專利申請文件撰寫時，需要提交微生物的保藏證明;詳細記載通過怎樣的方法將生物農藥制備成納米生物農藥，并且需要提供納米生物農藥穩定性的證明，納米生物農藥顆粒的表征數據;還需要提供納米生物農藥與生物農藥的活性實驗比較例，或者納米生物農藥與近似的生物農藥制成納米級生物農藥后的比較例，以備用于證明技術方案的創造性。目前，真正將生物農藥制成納米級顆粒的方法較少，而如果能夠攻克這一技術難點，相信生物農藥的推廣應用定能爭奪更加廣闊的市場空間。

　　三、納米農藥助劑

　　農藥在制備成制劑時需要使用助劑，常規的助劑包括表面活性劑和載體，表面活性劑包括分散劑、潤濕劑、乳化劑、穩定劑等。將一種或多種農藥助劑制成納米級顆粒的制備方法，合成或制備得到的納米級助劑，如超級分散劑，使用納米級的農藥助劑與活性成分組合使用的組合物，納米級的助劑在農藥制劑加工中的應用等，都屬于專利保護的客體。由于納米顆粒表面的特殊性能，農藥助劑制成納米級的顆粒與活性成分組合使用，能夠顯著提高活性成分附著在靶標上的能力，滲透能力，提高助劑的載藥量，提高活性成分的利用率，降低害蟲對活性成分的抗性，減少活性成分的使用量，例如已有制備乙酰化木質素兩親聚合物納米膠體球，能夠改變活性成分在水溶液中的溶解度。這類專利申請的主題名稱為：一種適用于農藥的納米助劑，其特征在于____(限定助劑的結構和組成);一種適用于農藥的納米助劑的制備方法，其特征在于____(包含納米助劑具體的制備方法、工藝參數);一種適用于農藥的納米助劑作為_____(分散劑)____在農藥制備中的用途。在撰寫專利申請文件時，對納米農藥助劑的表征是確定該納米助劑的結構和組成的重要參數，合成納米助劑的反應中其反應條件的控制、工藝參數的設定都會影響納米助劑的結構和組成，申請人需要詳細的記載合成或制備方法，并對納米助劑特殊的功能進行具體闡述，對可能的特殊性質進行表征分析。由于納米農藥助劑一般都是與農藥活性成分組合使用制成制劑，申請人還需要提供使用納米農藥助劑制成的制劑具有的預料不到的技術效果，比如提高制劑的分散性，穩定性，提高制劑的防治效果，降低對原藥的需求量，降低制劑使用所帶來的環境污染和毒害以及對土地造成的毒害殘留，降低農作物上的農藥殘留量等，還可以提供類似的納米農藥助劑與同一活性成分組合使用制成相同或相近制劑時的比較例。如果使用的納米助劑與活性成分制劑的制劑能夠滿足國家或FAO/WHO標準，也需要記載在說明書中。

　　四、納米農藥緩釋劑

　　農藥助劑中的載體一般是起緩釋的作用，將活性成分吸附或包裹在載體中。緩釋劑能有效控制藥物釋放速度，使高毒農藥低毒化，降低農藥的急性毒性，減輕殘留及刺激性氣味，減少對環境的污染和對農作物的藥害，從而擴大農藥的應用范圍。但是，傳統的緩釋農藥存在著自身的不足，如緩釋劑大部分是合成高分子材料，且大多數生物降解性能差，易污染環境;同時在合成高分子控釋材料時，也會對環境產生污染;再加上高分子控釋劑顆粒一般比較大，在施藥時顆粒大，容易施藥不均且易脫落，最終不能達到保護環境，減少農藥用量的目的。為了克服上述高分子材料的缺陷，控釋載體的納米化是一個重要的研究方向。將農藥載體制成納米級顆粒的制備方法，使用納米級的載體顆粒吸附或包裹農藥活性成分的組合物，使用納米緩釋劑緩釋農藥的方法，納米級的載體顆粒在農藥制劑加工中的應用等，都屬于專利保護的客體。納米農藥緩釋劑包埋農藥有兩種方法，一是先制得納米溶液，再包裹農藥;一是農藥緩控釋薄膜，在農藥表層形成納米級微囊，得到該控釋型納米級農藥。由于真菌生物農藥在紫外光照射下，活性降低，納米緩釋材料也常被用作真菌生物農藥的紫外保護劑。已知的納米緩釋劑包括空心多孔二氧化硅納米顆粒、中空介孔納米二氧化硅微球、雙孔二氧化硅微粒、介孔納米氧化鋁固相吸附劑、納米碳粉、二氧化鈦納米球或二氧化鈦納米線、改性納米二氧化鈦、納米粉煤灰、殼聚糖納米粒、殼聚糖的接枝共聚物、海藻酸鈣納米微球、粘土納米復合緩釋劑、二氧化鈦和碳酸鈣復合顆粒、多微孔納米載體材料、生物可降解的聚乳酸-羥基乙酸共聚物。專利申請的主題名稱為：一種制備納米緩釋劑的方法，其特征在于____(納米緩釋劑具體的制備方法);一種適用于農藥的納米緩釋劑，其特征在于_____(限定具體的納米緩釋劑的結構和組成);一種適用于農藥的納米緩釋劑在農藥制劑中的應用。在撰寫專利申請文件時，需要詳細記載制備納米緩釋劑的方法，包括反應物，反應條件，生成物，以及最終得到的納米緩釋劑的表征;如果是將納米緩釋劑與活性成分組合制成制劑，不僅需要考慮納米緩釋劑在制劑中的緩釋作用，還要考慮納米緩釋劑在制劑中的其它作用，并且需要對比實驗證明納米緩釋劑的加入是否能夠產生技術效果的改進。由于緩釋劑的發展較快，研究者在關注緩釋劑緩釋的同時，需要注意到緩釋帶來的負面作用;如果新研究的緩釋劑能夠既有緩釋的作用，又能克服活性成分在環境中長時間停留的危害，應該在專利申請文件中記載。申請人在記載不同的技術效果時，不僅要把具體的技術效果寫清楚，更應該提供能夠證明該技術效果的實施例或實驗例。

　　五、納米農藥劑型

　　液體農藥由于自身流動的特性，即使是納米級的尺寸也呈球狀，所以液體農藥制成納米級后一般都稱為納米球，也叫做納米乳劑。納米乳劑是一個由水、油兩親性物質(分子)組成的、光學上各向同性、熱力學上穩定且經時穩定的外觀透明或者近乎透明的膠體分散體系，微觀上由表面活性劑界面膜所包覆的一種或兩種液體的微滴構成，外觀為“單相、透明或半透明的流動液體”。納米乳劑可以改善農藥溶于水的特性，兩親高分子包裹油溶性農藥分子的納米球，其在水相中有良好的分散性及穩定性，即將油溶性農藥由油相轉移至水相并穩定分散于水相，并可通過水相中溶解的少量農藥的不斷使用，使納米球中的農藥得以緩慢釋放和使用。現有技術中制備納米乳劑的關鍵的技術問題是兩親高分子的替代技術，如果能夠使用納米材料代替兩親高分子材料用來制備納米乳劑，則有望突破農藥劑型創制的瓶頸。已知的能夠代替兩親高分子材料或者與兩親高分子材料共同使用的納米材料有納米二氧化硅、納米二氧化鈦、稀土摻雜納米二氧化鈦等，制備的農藥水乳劑、微乳劑具有超穩定性。

　　固體農藥易于制成納米級的顆粒，將固體農藥納米化后特有的滲透性、分散性、均勻性、附著性等生物活性大大增強。將納米級的固體農藥與助劑混合，即可得到納米級固體制劑，如可濕性粉劑、種衣劑、水分散粒劑、泡騰片劑等。一般的制備方法是將各種原料按配方稱量配料;在配合料中加入少量水，使其溶解，并在攪拌機中進行攪拌混合;然后用電噴霧法干燥，制得納米級活性成分干粉;將活性成分干粉與納米材料或助劑配合，再加入到混料機中充分攪拌均勻，制得微粉，即為固體納米制劑。

　　由于水基化制劑是農藥劑型發展的方向，曾有研究人員把固體原藥顆粒低于100nm的水性分散體定義為納米農藥懸浮劑，把原藥顆粒粒徑在100-1000nm之間的水性分散體定義為亞納米農藥懸浮劑。分散理論認為：固體顆粒的粒徑越小，則粒子表面自由能越高，越容易傾向于絮凝成大顆粒，分散穩定的難度就越大。而亞納米級或納米級的固體粒子，其表面自由能更是超高，難以在分散介質中以納米尺寸分散穩定。以常規的小分子表面活性劑類的分散劑幾乎不可能達成將固體顆粒分散穩定到亞納米級，更不要提納米級了。由小分子表面活性劑制得的農藥懸浮劑(SC)或水乳劑(EW)，其粒徑或乳滴的極限值大約就在5微米左右，并且易于絮凝、分層、結塊，貯存穩定性極差。需要克服的關鍵技術問題是如何將納米級的固體農藥穩定分散在制劑當中。由于固體納米農藥難以在水體中穩定，可以考慮使用微膠囊的形式將固體納米農藥或液體農藥納米球包裹在囊心中，制成納米微膠囊制劑，或具有核殼復合結構的微囊懸浮劑。在農藥制劑加工中，加工制備常規的微膠囊尺寸是相對容易的，為了降低微膠囊的大小，達到納米級，又要保證所制備的納米微膠囊對有效成分具有較高的包封率、載藥率是需要付出創造性勞動的，需要對加工制備的工藝進行改進和優化。

　　使用農藥活性成分與助劑組合制成納米級的農藥制劑，納米農藥制劑的制備方法，納米農藥制劑的應用都屬于農藥專利申請保護的客體。專利申請的主題名稱為，一種納米農藥制劑，其特征在于____(限定具體的結構和組成);一種納米農藥制劑的制備方法，其特征在于____(限定具體的制備方法，工藝參數等);一種納米農藥制劑的應用，其特征在于____(限定應用的范圍)。在撰寫專利申請文件時，需要詳細記載農藥制劑的組成和制備方法，特別要清楚的記載制備的納米農藥制劑的方法和工藝參數，對制成的納米農藥制劑進行表征，以證明得到的納米農藥制劑確實是納米級的制劑。需要提供制備的納米農藥制劑的穩定性、分散性、熱儲性等常規的制劑性能，以及使用納米農藥制劑的方式，提供殺蟲活性實驗數據，需要清楚記載制備的納米制劑比常規的制劑具有哪些預料不到的技術效果，還應該記載納米農藥制劑與類似的納米農藥制劑有哪些技術進步等對比實驗。如果制備的納米制劑是由于使用了某一特殊的助劑帶來的技術效果，需要在申請文件中提供未使用該助劑時制成制劑的對比實驗效果。如果制備的納米制劑能夠符合FAO/WHO標準，或者超出該標準，也需要在原始申請文件中記載相應的技術功效。

　　六、納米光觸媒層

　　環境中的農藥殘留問題一直是農藥使用的重要限制因素，近年來的食品安全問題更讓農藥殘留備受關注。納米材料既可以制成果蔬表面殘留農藥的清洗劑，納米帶電粒子與水霧結合形成的納米帶電水霧具有殺菌、分解有機農藥功能，粒徑分布在50到500納米的顆粒制劑能夠去除果蔬表面農藥殘留;又可以制成農藥殘留降解劑，縮短農藥安全間隔期。已知的用于農藥殘留降解劑的納米材料包括納米二氧化鐵、納米二氧化鈦、納米氧化鋅。納米光觸媒層在UV保鮮燈的照射下，表面形成電子-空穴對，在水的作用下，進一步形成羥基自由基，將蔬果中的農藥氧化成水和二氧化碳，達到降解農藥而不破壞蔬果本身組織和營養成分的有益效果;根據這一特性，納米光觸媒層可以制成果蔬消毒殺菌除農殘裝置。使用共沉淀合成具有光催化活性ZnO/TiO2復合納米材料，在植物體上進行噴灑，利用太陽光照射對農藥殘留進行降解。微納米氣泡臭氧水作為土壤消毒劑。將光觸媒材料的特溶膠浸漬在固體介質上，將該固體介質均勻地浸放在水中，在陽光或紫外線燈光一定時間的照射下，光觸媒材料空穴作用產生(H+)和(OH-)等活性種，催化水體中農藥降解。以載有納米La2O3、Fe2O3和NiO復合氧化物的聚乙烯醇薄膜為載體催化劑，將此載體催化劑置于盛有待處理水溶液的光催化反應器中，在紫外光照射下，可將水中的雙對氯苯基三氯乙烷農藥迅速分解。納米材料還能夠作為促進農藥廢水中氨氮轉化的催化劑，由納米氧化鋁膠體與重金屬有機化合物等體積濕法混合的催化劑，實現了催化劑在不需高溫高壓條件下直接把農藥廢水中的氨氮轉化為氮氣。上述的將納米材料用于分解或降解農藥的各種用途均屬于專利保護的客體。已知的納米光觸媒層的材料包括納米二氧化鈦、金屬離子摻雜納米二氧化鈦、ZnO/TiO2復合納米材料。專利申請的主題名稱為：一種降解農藥的納米光觸媒層，其特征在于____(包括納米材料);一種降解農藥殘留的裝置，其特征在于____(包括納米材料);一種制備降解農藥的納米光觸媒層的方法，其特征在于____(具體納米光觸媒層的制備方法);一種應用納米光觸媒層降解農藥的應用，其特征在于_____(包括具體的農藥種類)。專利申請文件撰寫時，首先，要對新納米材料進行表征，如果是使用已知的納米材料，需要考慮現有技術是否已有將該納米材料用做納米光觸媒層的應用，若有類似的應用教導，則很難具備創造性，需要考慮將不同的納米材料組合制成復合納米光觸媒層以提高技術方案的可專利性。其次，制備納米材料的方法需要詳細的記載，納米光觸媒層降解農藥的效果需要試驗數據進行驗證，最好能夠記載與類似的納米材料制成的光觸媒層降解農藥的技術效果的對比實驗。再次，如果制成的納米光觸媒層還有其它的預料不到的技術效果，也應該一并記載在原始申請文件中，并將形成該技術效果的技術特征撰寫在權利要求中。

　　七、納米探針檢測農藥

　　納米材料應用于農藥殘留分析檢測，使用納米材料制作熒光探針，或者使用納米材料對熒光探針進行改性修飾。熒光納米量子點作為一種新型熒光探針與傳統的有機熒光染料和熒光蛋白相比，量子點具有十分優越的光譜性質，如：激發光譜寬、發射光譜窄而對稱、熒光量子產率高、熒光波長可調、抗光漂白性能強等。這些優越的光譜性質使量子點熒光探針廣泛應用于生化分析檢測領域，發揮了巨大的應用潛力。熒光納米量子點探針具有熒光強度高、熒光穩定性好，檢測過程簡單方便，靈敏度高、檢測限低，可實現實際樣品中農藥的快速檢測。熒光納米探針的材料組成(單一金屬納米顆粒，復合金屬納米顆粒，無機復合物納米顆粒，金屬與無機物復合，聚合物，金屬-無機物-聚合物多重復合)是目前主要的研究熱點，針對不同種類的材料檢測不同種類的農藥，研究者需要在制備不同的熒光納米量子點探針上尋求突破，其相應的制備熒光納米探針的方法也需要不斷的補充和完善，對于納米探針在檢測具體農藥殘留的應用，如何使用納米探針檢測分析農藥的方法等都屬于專利保護的客體。使用納米材料對酶生物傳感器的玻碳電極進行修飾，如玻碳電極的工作面上還可以使用納米二氧化鋯修飾，檢測農藥的精度更高，范圍更廣，檢測限更低，可實現小型、便捷、適用于現場檢測的目的。專利申請的主題名稱為：某種農藥的熒光納米材料(純金屬、金屬復合物，無機復合物，聚合物)量子點探針的制備方法，其特征在于____(納米探針的制備方法);某種農藥的熒光納米材料(純金屬、金屬復合物，無機復合物，聚合物)量子點探針在檢測農藥的應用，其特征在于____(限定具體的工藝參數);檢測某種農藥的方法，其特征在于____(包括具體的檢測步驟)。撰寫專利申請文件時，需要詳細記載制備探針或電極的方法，對使用的納米材料的來源或制備方法進行清晰的描述，對制備得到的探針或點擊進行表針，繪制制備的探針或電極的檢測具體農藥的線性關系，檢測限等。如果能夠提供制備得到的探針或電極比常規的探針或電極具有更好的技術效果，也應記載在申請文件中。

　　隨著對納米技術和納米材料的研究，探索新的合成方法、發展新型的納米材料，挖掘納米材料的性能、微結構和譜學特性，勢必還會發現許多新的技術功效，希望研究者在努力研究的過程中，重視知識產權的保護，也希望研究者可以從知識產權保護的角度通過專利布局策略調整研究的方向和研究策略，對某一特性的應用深入拓展，精益求精，利用知識產權全面的保護研究成果。