光敏农药难题：高效却难逃光解命运
许多高效化学农药都存在一个致命短板 —— 对阳光敏感。阳光中的紫外线能量极强，如同一把 “分子剪刀”，能直接断裂农药分子的化学键，导致其结构瓦解、丧失活性，这一过程在化学上被称为 “光解”。
数据显示，在强烈日照条件下，部分光敏农药的有效成分单日损失量可超半数。大量农药尚未充分发挥作用，便被阳光 “提前灭活”，这使得农民不得不通过增加用量和频次弥补药效，形成 “用量增加 — 残留超标 — 环境污染” 的恶性循环，成为农业领域亟待破解的技术瓶颈。
灵感源自人体：人造黑色素的 “防晒天赋”
破解这一难题的灵感，源于人体自身的 “防护机制”。人体皮肤中的天然黑色素，是抵御紫外线的 “天然屏障”，能高效吸收紫外线能量，保护皮肤细胞免受损伤。
既然天然黑色素能守护皮肤，人造黑色素能否为光敏农药搭建 “遮阳伞”？团队以此为突破口，开启了跨学科探索。
不过，传统人造黑色素材料面临关键瓶颈：光吸收性能调控手段有限，大多依赖分子掺杂调节分子内共轭结构，不仅掺杂水平受限，且忽视了分子间共轭的调控潜力，导致防晒效果难以精准优化，应用成本较高。团队亟需一种更简易、高效的方法，打造出 “按需定制” 的农药防护层。
精巧设计：双重调控让黑色素 “精准防晒”
经过反复试验与优化，李乙文&杨振团队提出一种模块化简易合成方法，成功攻克技术瓶颈。团队通过直接聚合酪氨酸-寡聚乙二醇偶联物 (Y-OEGn)，制备出一系列具有优异紫外吸收性能的类黑色素材料 [P(Y-OEGn)]。
该工作通过引入寡聚乙二醇 (OEG) 链抑制酚类单元的氧化和环化来破坏分子内共轭，同时利用空间位阻效应阻碍寡聚物紧密堆积以限制分子间共轭。
这种协同效应显著增大了聚合物的能带隙，有效抑制吸收光谱红移，最终增强紫外吸收性能。这些具有增强紫外吸收能力的类黑色素聚合物在保护光敏农药方面展现出卓越的性能。
实战检验：保护光敏农药，效果卓越
团队将新型人造黑色素材料与光敏农药复合后，进行紫外线照射测试，结果显示：被新材料包裹的光敏农药，光解速度显著减慢，药效保留率大幅提升，田间持效期明显延长。
这意味着农民无需过度喷洒农药，即可达到预期防治效果，既能降低种植成本，又能减少农药残留对土壤、水体的污染，真正实现 “减量增效” 的绿色农业目标。
这项成果的价值远超农业应用本身：它打破了传统人造黑色素光吸收性能调控的技术瓶颈，为类黑色素材料的功能化设计提供了全新模块化思路。
作为长期致力于人造黑色素研究的团队，李乙文教授团队已建成世界首条黑色素生产线，其技术已成功拓展至染发、防晒、生物医学工程等多个领域。此次在农业领域的突破，进一步拓宽了人造黑色素材料的应用边界，为跨学科融合解决产业实际问题提供了典范，也为农业高质量发展注入了新动能。
参考文章：
Direct Polymerization of Tyrosine Conjugates into Melanin-like Polymers for Efficient Protection of Photosensitive Pesticides
Zikun Zou, ‡, Ting Zhang, ‡, Banggan Luo, Jingyu Wang, Rong Zhang, Xueqian Zhang, Zhen Yang* (杨振，四川大学华西医院), and Yiwen Li* (李乙文，四川大学)
Mater. Horiz., 2025
原文链接：
https://doi.org/10.1039/D5MH01758K
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