崔海信-欧美同学会报告-纳米科技与农业绿色发展.pptx

中国农业科学院农业纳米研究中心农业环境与可持续发展研究所纳米科技与农业绿色发展崔海信

一、纳米科技与农业原始创新二、主要科研进展三、应用前景与展望主要内容

一、纳米科技与农业原始创新

碳管、石墨烯等新材料纳米药物与精准医学纳米芯片与电子器件纳米机器与精密制造在100nm空间内研究物质属性、和人工操控原子和分子、制造微小材料和机器的科学人工排布原子分子组装机器基因分子操作纳米科技正在颠覆人类传统生产与生活方式

生物学上的尺度概念

纳米科技的发展历程1959年Feynman提出操纵原子、分子制作电子器件设想1981年Binnig发明了“看见”分子、原子的STM显微镜1989年Eigler利用AFM首次实现了操纵单个原子的理想1990年第一届国际纳米科学技术会议在巴而的摩举行2000年TheNationalNanotechnologyInitiative计划启动（美国）2003年美国农业部纳米农业研究计划启动2010-新材料、碳管、石墨烯战略新兴产业革命电子和信息产业全面进入纳电子时代纳米元器件、微型机器、精密制造分子机器、分子元器件（诺贝尔奖）靶向药物、精准医学、分子影像、再生医学纳米基因操作、纳米生物反应器、仿生制造

纳米科技与农业创新驱动纳米结构分析农业科学纳米科技纳米遗传操纵靶向基因工程纳米细胞操作绿色农药制剂精准控释肥料纳米兽药饲料纳米包装材料农产品溯源单分子成像纳米功能食品智慧农业系统纳米生物探针纳米智能传感纳米机电系统农业投入品提质增效纳米基因操作与仿物制造纳米痕量分析生物安全监控纳米食品与农产加工智慧农业与精准制造纳米科技农业集成创新与应用，正在孕育多点技术突破，为缓解粮食安全、资源短缺与环境问题开辟广阔发展前景。

纳米农业的发展历程2000年美国批准启动TheNationalNanotechnologyInitiative（NNI）研究计划，由联邦政府25部门参加，并首次将农业方面列为正式科研议程。

美国、欧盟、FAO等制定的纳米农业研究规划“十一五”863计划重点课题先正达公司纳米农药商品化国际纳米农业研究概况

纳米技术的农业应用领域生物传感器—开发基于生物过程与分子的传感器，应用于生物分子、过程、或生物体的监测。可持续农业—节约化肥、农药、饲料等农业化学品资源、克服资源短缺和食品与环境污染，提高农业投入/产出效率。病原物监测—检测环境、生物体与食品中的病原微生物，提高动植物疫情控制与食品安全监控水平。动植物生产—提高动/植物生产效率、病害控制与生产过程的精确化管理水平，包括转基因与克隆育种效率。食品加工—改善食品加工过程与质量，改善营养成分、风味与品质，提高农产品深加工强度，延长农副产品产业链。生物工业—促进农副产品深加工与多级转化利用，延长产品产业链。环境过程—研究环境现象和物质追踪、去处污染或减少废弃物、修复环境。

农业纳米智能递送系统利用纳米载体克服农业生产环境与生物障碍，将农业功能分子定位、定时、定量或动态地传递到有效生物靶标部位。传输对象包括：化肥、农药、兽药、疫苗、营养与生物活性物质、食品添加剂、饲料添加剂、DNA分子等。传输介质包括动植物与人体系统、土壤与植物周际环境。

新型投入品创制是农业绿色发展的物质基础发展高效、安全的新型农药、兽药、疫苗和饲料，是推动农业投入品提质增效与节量减排，实现资源高效利用，改善食品安全与生态环境的重大科技需求。作物与果蔬生产、病虫草害防治动物营养与传染病防控农药兽药饲料传统农业投入品瓶颈问题疫苗（生物利用度低、食品残留、环境污染）

利用纳米技术提高农业投入品有效性与安全性分散类型有机溶剂药剂颗粒比表面分散性覆盖率黏附性持效期利用率粗粒分散系多5μm小差小易脱落短低胶体分散系少1-1000nm大良中黏附强长高分子分散系无1nm大优大可传导长高利用纳米材料介观属性，提高靶向传输效率与生物利用度，实现定位、定时与定量释放，提高有效利用率、降低残留污染，实现节量减排。小尺寸效应界面效应靶向控释效应

二、主要科研进展

2009年成立的中国农业科学院内设研究机构--国家级纳米生物技术创新研发平台。核心成员40余人，其中包括：973首席1人、千人计划2人、青年英才计划3人、高层次归国留学人员5人。?团队首席科学家，日本大阪府立大学博士，现任国家“973”项目首席科学家，二级研究员。兼任中国化学会农业委员会副主任、中国致公党中央农业与农村工作委员会副主任、中国生物医药协会纳米生物技术委员会理事。农业纳米研究中心

序号项目/课题编号项目/课题名称科研计划类别（专项）起止年经费12014CB932200利用纳米材料与技术提高农药有效性与安全性的基础研究国家重大科学研究计划(973)项目20142CAAS-XTCX2016004农业纳米材料关键制备技术