納米纖維用於田間害虫綠色防治示意圖。 　　受訪者供圖

　　在田間，昆虫依靠性信息素尋找配偶，而人類則利用這一機制進行綠色防控。然而，這種看似理想的防控手段，在現實中卻常常受制於高溫天氣。

　　近日，中國農業科學院植物保護研究所農藥分子靶標與綠色農藥創制創新團隊開發出一種納米纖維薄膜，兼具溫度調節和緩釋功能，可有效延長昆虫性信息素在高溫下的有效期。相關研究成果發表在《先進功能材料（Advanced Functional Materials）》上。

　　轉變思路，給環境降溫

　　昆虫性信息素人工合成后可用於誘捕害虫，從而減少農藥使用，被視為綠色農業的重要工具。上官文杰是該項研究的團隊成員，他坦言，現實中實現綠色防控的難題在於，昆虫性信息素揮發太快。

　　“信息素本質上是小分子有機物，在夏季高溫、強日照條件下極易揮發和降解，往往在短期內失去效果。農民不得不頻繁補投，這不僅增加成本，也削弱了綠色防控的穩定性。隨著氣候變暖和極端高溫天氣增多，這一短板愈發明顯。”上官文杰說。

　　過去的技術路徑，大多圍繞如何讓信息素釋放更慢展開，比如增加包埋厚度或優化材料結構。但這類方法本質上仍是“堵”的思路，試圖把信息素困住，忽視了環境溫度這個根本變量。

　　此次研究的突破，在於給環境主動降溫。

　　簡單來說，此次研究開發的新薄膜像一個自帶降溫系統的“微環境調節器”。實驗數據顯示，這種材料太陽光反射率高達約94%，中紅外發射率約86%，可使自身溫度降低約5.5℃。上官文杰說：“我們先把載體局部溫度降下來，再配合核殼纖維結構和納米顆粒調控擴散，可以同時解決昆虫性信息素在熱環境下易揮發、釋放時間短的難題。結果顯示，信息素釋放時間在室內可延長至約104天，在戶外也達到約62天，優於對照產品。”

　　兩種材料發揮關鍵作用

　　這層看似普通的薄膜，其實有著精細設計。研究團隊將其機理概括為兩點。

　　首先是“降溫”。材料通過光學特性將大部分太陽輻射反射回去，同時把自身熱量以中紅外形式高效輻射出去。這種被動冷卻方式無需能量輸入，卻能持續降低材料溫度，相當於在田間為信息素搭建了一層“隱形遮陽傘”。

　　其次是“緩釋”。薄膜內部採用核殼結構的納米纖維，並引入納米顆粒，使信息素在其中的擴散路徑變得更加復雜。分子模擬結果顯示，信息素分子與載體之間存在較強的界面相互作用，這進一步抑制了其快速遷移。

　　科研人員介紹，在這一體系中，兩種關鍵材料發揮了協同作用。其中氧化鋅主要負責將太陽光“擋回去”，減少熱量輸入﹔二氧化硅則像“散熱器”，有助於將積累的熱量快速釋放。二者的作用並非簡單疊加，它們共同改變了信息素在纖維中的擴散路徑，使其“走得更曲折”，從而實現更穩定、更持久的釋放。

　　最終效果達到既降低環境對信息素的破壞，又延緩信息素釋放速度，使其“有效濃度”在更長時間內維持穩定。

　　從實驗室走向田間

　　從現有數據看，這種納米纖維薄膜已展現出良好的環境適應性。在高溫、高濕、強紫外甚至臭氧等多重脅迫條件下，其性能依然穩定。田間試驗表明，誘捕效果可持續至少8周﹔在電生理檢測中，對目標昆虫的刺激響應可維持90天以上。

　　“信息素本身具有高選擇性、環境友好等優勢，但過去常受限於高溫下持效期短、田間表現波動大。”上官文杰說，這項技術的意義不止於一種新材料。通過材料科學手段，它為綠色防控提供了一種新的技術路徑，提升生物防治工具在復雜環境中的穩定性。

　　不過，研究團隊也保持了理性判斷。目前，這項技術仍需進一步研究，包括連續化制備工藝、長期儲存穩定性、多區域適用性等問題，以助力

　　更好實現規模化應用。

　　談及下一步研究重點，研究團隊認為有幾個不同方向。比如繼續做不同氣候區、不同害虫和不同作物體系下的長期田間驗証，以及從單一信息素進一步拓展到更廣泛的揮發性綠色活性物質體系等。

　　該納米纖維薄膜研究展現了其在綠色害虫防治中的應用前景，得到國家自然科學基金、北京市自然科學基金和中國農業科學院重大科技任務等項目的支持。