随着水果、蔬菜和粮食作物种植规模的不断扩大，农业生产对农药的依赖性日益增加[1]。为了缩短作物生长周期并有效防治病虫害，大量农药被广泛使用，导致农药残留过多，对生态环境造成严重污染。因此，提高农药利用率并减少对非目标生物的影响是亟需解决的问题[2][3]。近年来，开发出了多种智能农药载体，如纳米乳液[4][5]、介孔纳米材料[6]、微胶囊[7]、缓释凝胶[8]等，这些技术在一定程度上减轻了农药的负面影响。然而，这些载体系统也存在一些固有的缺点，如工艺复杂和成本较高。
纳米粒子稳定的皮克林乳液在食品科学[9]、化妆品[10]和材料科学[11]领域得到了广泛应用。作为农药载体，皮克林乳液具有许多优良特性[12]：（1）固体颗粒在油水界面形成坚硬的“防护层”，阻碍液滴间的聚结，使乳液非常稳定；（2）这些乳液由天然、无毒或可生物降解的固体颗粒（如SiO2、TiO2、纤维素纳米晶体（CNCs）、淀粉颗粒和蛋白质颗粒）稳定，从而无需使用有毒的化学表面活性剂；（3）固体颗粒屏障可作为“可控阀门”，将农药封存在液滴内部，减缓其向外部环境的扩散速度，实现长期连续释放[13]；通过设计pH值[14]、酶[15]和温度[16]等响应性固体颗粒，可实现“按需”释放；（4）通过将疏水性或亲水性活性成分封装在液滴内，皮克林乳液可保护它们免受光、氧气和酶的降解，显著提高稳定性并延长保质期[17][18]。
天然大分子是皮克林乳液模板的优秀稳定剂，因为它们具有良好的生物相容性和可降解性，能够在水油界面吸附并防止液滴聚结[19][20][21]。作为木材的主要成分，纤维素被认为是构建皮克林乳液的最有前途的材料。研究表明，纳米纤维素可以替代传统表面活性剂来稳定油水界面。Oza的开创性工作首次证明了微晶纤维素能够在油滴周围形成保护网络[22]。此后，大量研究报道了由纳米纤维素稳定的各种乳液，包括纤维素纳米纤维（CNF）[23]、纤维素纳米晶体（CNC）[24][25]和细菌纳米纤维素（BC）[26]。CNF和CNC都被证明能有效稳定油水乳液[27][28][29]。值得注意的是，由于其高长径比，CNF能够形成三维网络，作为油滴周围的立体屏障，有效抑制聚结[30]。CNF是纤维素衍生物的代表，被广泛使用[31][32]。然而，表面残留的羟基导致其强亲水性，使得基于纯CNF的皮克林乳液在农药输送方面不稳定。此外，皮克林乳液的壁厚难以灵活调节，限制了其作为药物载体的释放行为调控。木质素含有丰富的吸收紫外线的基团（如酚羟基、羰基和共轭双键），是一种理想的材料，可以保护光敏性农药免受降解。阴离子木质素衍生物已被用于农药封装系统[33][34]，它们与阳离子聚合物的静电相互作用可增强乳液稳定性并调节壁厚。壳聚糖（CS）是一种天然来源的聚阳离子，可通过静电吸引与阴离子木质素形成微胶囊[35][36]。然而，至今尚未有研究探索在CNF稳定的皮克林乳液上沉积带有相反电荷的壳聚糖以增强乳液稳定性。Decher[37][38]首次进行了这项研究，Möhhwald[39]和Caruso[40]进一步发展了该技术，将其从平面表面扩展到胶体模板制备微胶囊，这种逐层组装的方法在液滴界面实现了温和、可调且高效的乳液稳定化。此外，CS具有低成本、可生物降解性和优异的生物相容性，并表现出明显的pH响应性[41]，其质子化状态高度依赖于环境pH值。这一特性对于农业应用特别有利，因为鳞翅目食草动物的中肠环境通常是碱性的（pH 9–11[42]）。在这种条件下释放农药的制剂可以在害虫消化道内实现靶向释放，从而最小化非目标暴露，降低生态和人类健康风险。
因此，本研究旨在在基于CNF的皮克林乳液上沉积带有相反电荷的木质素磺酸钠和壳聚糖。我们假设通过原位PE修饰策略利用生物质资源可以提高乳液稳定性，并构建一个稳定高效的农药输送系统。与传统的交联方法相比，逐层沉积在皮克林乳液界面是一种更有效的提高乳液稳定性的方法（方案1）。选择噻虫嗪（IMI）作为模型化合物，这是一种对吸口式害虫和鳞翅目害虫均有效的广谱农药，用于制备IMI载药缓释系统（（CS/SL）n-PE）。系统研究了沉积后的皮克林乳液的物理和化学性质、抗紫外线性能、封装效率、叶片粘附性以及pH值和漆酶刺激对释放行为的影响，为开发环保农药制剂提供了新思路。
