除草劑給農(nóng)民提供了一種新的工具—“化學(xué)鋤頭”，它可以解放勞動力，降低農(nóng)業(yè)除草成本，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。然而，除草劑的大量使用也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險。除草劑進(jìn)入環(huán)境的途徑多種多樣，揮發(fā)和飄移是除草劑有效成分脫靶損失的主要因素，對附近的易感植物和大氣環(huán)境造成負(fù)面影響。水溶性高的除草劑在土壤中具有很強的移動性，可能通過地表徑流或淋溶威脅水生環(huán)境和人類健康。此外，傳統(tǒng)的除草劑制劑涉及各種化學(xué)添加劑，如有機溶劑和表面活性劑，會對非靶標(biāo)生物產(chǎn)生植物毒性，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。因此，開發(fā)新型除草劑制劑以改善其理化性質(zhì)并降低對環(huán)境的風(fēng)險至關(guān)重要。

自組裝是指藥物活性分子或天然物質(zhì)通過多種非共價相互作用自發(fā)組合成具有不同尺寸和形狀的有序結(jié)構(gòu)（納米球、纖維、納米棒等）的過程。采用簡單、綠色的方法制備的自組裝納米粒子可成為一種新型藥物制劑，具有無載體誘導(dǎo)毒性、藥物負(fù)載量高、遞送效率高的特點。通過協(xié)同非共價相互作用構(gòu)建了基于2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）和支鏈聚乙烯亞胺的自組裝納米粒子，該納米粒子表現(xiàn)出較低的揮發(fā)性、表面張力和浸出潛力，可有效降低2,4-D對環(huán)境的風(fēng)險，實現(xiàn)可持續(xù)的雜草管理。此外，通過酸堿中和、離子交換、前藥合成等方法，成功制備了一系列基于三氟羧草醚、氟蟲腈、腈菌唑、多殺菌素等農(nóng)藥的自組裝體，提高了其理化性質(zhì)和生物活性。因此，自組裝體因其藥效的提高、理化性質(zhì)的改善以及制備過程的綠色化，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

作為離子液體在農(nóng)業(yè)上的典型應(yīng)用，將三氟羧草醚、氟磺胺草醚、草銨膦、煙嘧磺隆和毒莠定等除草陰離子與適當(dāng)?shù)姆搓栯x子配對制備而成的疏水離子液體，有效地解決了目前使用的除草劑噴霧漂移、淋溶、徑流和穩(wěn)定性低等問題，已成為增強除草劑生物活性、降低環(huán)境風(fēng)險的有前途的工具。成功合成了將麥草畏陰離子與四烷基季銨鹽、哌啶鎓、咪唑鎓、吡啶鎓、嗎啉鎓、喹啉鎓和膦陽離子配對的疏水離子液體，大大降低了麥草畏的揮發(fā)性，提高了麥草畏的藥效。在之前工作中，基于各種除草劑（例如苯達(dá)松、二氯吡啶酸、甲基磺草酮）制備的HILs表現(xiàn)出優(yōu)異的土壤吸附能力和低淋溶特性。然而，最近的研究表明，引入反陽離子對提高除草劑在土壤中的吸附能力作用不大。此外，大多數(shù)離子液體在水中分散性不好，在生產(chǎn)應(yīng)用中，必須在離子液體中添加表面活性劑來改善其在水中的分散性。只有具有兩親結(jié)構(gòu)的離子液體才能在靜電和疏水相互作用的驅(qū)動下在水溶液中分散良好并自組裝成納米膠束，從而提高藥物的生物利用度和滲透性，并降低毒性。因此，提出了一種離子液體自組裝策略來制備穩(wěn)定的離子液體納米膠束，旨在闡明離子液體在水溶液中的結(jié)構(gòu)特征與自組裝行為之間的關(guān)系。

麥草畏是一種選擇性出苗后除草劑，由于其選擇性高、成本低、對人體毒性小等特點，在世界范圍內(nèi)用于防治玉米或小麥田中的一年生闊葉雜草。然而，麥草畏具有較高的蒸氣壓、水溶性和土壤流動性，大大增加了脫靶移動風(fēng)險，導(dǎo)致對非靶標(biāo)植物產(chǎn)生植物毒性并對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，為了提高藥效并降低對環(huán)境的風(fēng)險，迫切需要開發(fā)揮發(fā)性、浸出性和土壤流動性較低的麥草畏自組裝納米膠束。

季銨鹽（QAS）是典型的陽離子表面活性劑，由親水頭基和疏水尾鏈組成，由于其結(jié)構(gòu)多樣、親水親油平衡跨度大，在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。十二烷基、十六烷基和十八烷基三甲基氯化銨等季銨鹽常與有效成分配對制成農(nóng)藥離子液體，可有效改善農(nóng)藥的理化性質(zhì)。通過選擇合適的疏水陽離子，可以增加離子對的疏水性，從而阻止除草陰離子遷移到土壤環(huán)境的深處。

本研究以麥草畏與含有不同烷基鏈長和芳香族基團的季銨鹽配對，制備HILs，并通過靜電作用和疏水效應(yīng)自組裝成球形納米顆粒（HIL NPs）。與麥草畏相比，所制備的平均粒徑為6～55 nm的HIL NPs具有較好的理化性質(zhì)，包括較高的zeta電位值（+20.3～+27.8 mV）、較低的揮發(fā)率（2.4～3.9%）和表面張力（22.83～33.07 mN m?1）、較低的接觸角（32.25～41.55?）和淋溶電位（76.2～86.5%），以及較高的土壤吸附率（12.1～23.8%），對環(huán)境風(fēng)險較低。不同濃度下，麥草畏與十八烷基三甲基氯化銨配伍HIL3 NPs對反枝莧菜的防效均優(yōu)于麥草畏鈉鹽。因此，通過簡便、綠色的制備方法開發(fā)的離子液體自組裝體可降低農(nóng)藥的揮發(fā)和浸出，在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中具有巨大的潛力。