文|35斗 陳欣雨
2019年，在國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）成立100周年和門捷列夫元素周期表公布150周年紀(jì)念會(huì)上，IUPAC公布了“未來改變世界的十大化學(xué)創(chuàng)新”，并將其稱為“介于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和完全商品化技術(shù)之間”的新興技術(shù)，其間，納米農(nóng)藥位列榜首。
納米農(nóng)藥是利用納米材料與制備技術(shù)，將原藥、載體與輔劑進(jìn)行有效高效配伍創(chuàng)制的農(nóng)藥制劑產(chǎn)品?！爸匕跽◤棥眲t是藥企在醫(yī)藥領(lǐng)域中所開發(fā)出的“大佬”級(jí)藥物，其認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)以銷售額為硬指標(biāo)，年銷售額10億美元以上的藥物才能獲此殊榮，如若這一數(shù)值突破100億美元，則是業(yè)內(nèi)的“超級(jí)重磅炸彈”。將納米與農(nóng)藥進(jìn)行跨界搭配，或許會(huì)碰撞出農(nóng)藥賽道中的“重磅炸彈”。
3大優(yōu)勢(shì)，助力納米農(nóng)藥做大做強(qiáng)
納米是長(zhǎng)度的度量單位，一納米等于百萬分之一毫米，比單個(gè)細(xì)菌的長(zhǎng)度還要小；納米技術(shù)則是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1~100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。對(duì)納米技術(shù)的極致追求是直接在原子或分子層面上構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品，假以時(shí)日，如若人們真能在上述層面實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的操縱，那成為“造物主”便具化成了工程化的問題。
盡管納米技術(shù)聽起來高大上，但其卻早已“飛入尋常百姓家”，我們?nèi)粘Ｋ玫氖謾C(jī)、電腦，牙膏，甚至所喝的飲料中都有納米技術(shù)的身影。納米技術(shù)的興起帶動(dòng)了多個(gè)相關(guān)的學(xué)科，例如納米醫(yī)學(xué)、納米材料學(xué)等，同時(shí)，納米科技與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度滲透與融合也掀起了新一輪的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命浪潮，納米農(nóng)藥就是被激蕩起來的一朵浪花。
對(duì)于農(nóng)藥來說，微粒的尺寸直接影響到了藥效。同樣質(zhì)量的藥物，其有效成分的微粒尺寸越小，能夠接觸作物的面積更大，接觸生物靶標(biāo)就越充分，藥效也將更好。將農(nóng)藥“掰開揉碎”，鋪天蓋地般向害蟲撒去，能夠顯著減少農(nóng)藥用量，在經(jīng)濟(jì)性上取得新突破。在高成長(zhǎng)的農(nóng)藥市場(chǎng)中，其規(guī)模在千億以上，其間，納米農(nóng)藥將占據(jù)一席之地。
基于聚合物的納米制劑、直接將農(nóng)藥活性物質(zhì)加工為納米尺度的粒子以及無機(jī)納米顆粒是目前常用的納米農(nóng)藥開發(fā)手段。第一類制劑是將納米材料打造為農(nóng)藥載體，將農(nóng)藥輸送到靶向目標(biāo)上，以高分子聚合物、二氧化硅等作為載體較為常見；第二類則主要運(yùn)用微乳劑、納米乳等；無機(jī)納米顆粒則是直接將具有殺菌作用的金屬及其氧化物作為藥劑施用，也可將其與其他農(nóng)藥進(jìn)行復(fù)用。
將納米技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥加工、制備具有更多不同特性的納米農(nóng)藥產(chǎn)品，無疑是未來農(nóng)藥加工的風(fēng)向。隨著納米材料和技術(shù)工藝的迭代升級(jí)，納米農(nóng)藥已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，正迎來實(shí)用化的發(fā)展新階段，納米技術(shù)擁有助推農(nóng)藥領(lǐng)域出現(xiàn)下一個(gè)藍(lán)海的實(shí)力。
納米材料與生俱來的尺寸小、結(jié)構(gòu)特殊等理化特性，為其定量、動(dòng)態(tài)傳輸藥物帶來了優(yōu)勢(shì)。農(nóng)藥長(zhǎng)期、大量、低效的施用，不僅危害人體健康，還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境的污染和破壞，因此，大力發(fā)展農(nóng)藥劑型加工技術(shù)，提高農(nóng)藥利用率已刻不容緩。2020年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)藥利用率為40.6%，這意味著有超過半數(shù)的農(nóng)藥進(jìn)入到了環(huán)境中。因此，納米農(nóng)藥的使用，對(duì)充分發(fā)揮農(nóng)藥效用、推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展意義重大。
政策的利好也為納米農(nóng)藥的發(fā)展帶來了生機(jī)與活力。近年來，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)的政策及文件對(duì)納米農(nóng)藥的發(fā)展影響深遠(yuǎn)，集聚了眾多的人才、資金等力量為其前行和進(jìn)步提供了保障，35斗統(tǒng)計(jì)了近年來發(fā)布的有關(guān)納米農(nóng)藥的文件。
圖：與納米農(nóng)藥相關(guān)的部分政策文件，數(shù)據(jù)來源：據(jù)公開資料收集
在政策導(dǎo)向下，2014年，我國(guó)還啟動(dòng)了納米農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中首個(gè)973計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目旨在推動(dòng)我國(guó)綠色農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展、響應(yīng)國(guó)家發(fā)展綠色農(nóng)藥的重大戰(zhàn)略需求并推動(dòng)納米農(nóng)藥在我國(guó)的研究與應(yīng)用。2020年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院宣布啟動(dòng)農(nóng)業(yè)納米藥物靶向遞送機(jī)理研究與新產(chǎn)品創(chuàng)制這一科研項(xiàng)目……種種項(xiàng)目的推進(jìn)對(duì)于推動(dòng)納米農(nóng)藥產(chǎn)品升級(jí)換代，搶占國(guó)際納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)、掌握話語權(quán)，意義重大。
其與植保無人機(jī)的高適配度也使得納米農(nóng)藥“更上一層樓”。部分農(nóng)藥難容、甚至是不溶于水一直是無人機(jī)農(nóng)藥噴灑的桎梏，納米農(nóng)藥的出現(xiàn)不僅提高了農(nóng)藥混配服務(wù)的可能性，還有望解決無人機(jī)噴頭堵塞的難題，更是無人機(jī)這類容量低、細(xì)霧滴施藥器械的“最佳伴侶”，能夠助推無人機(jī)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的騰飛。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，納米農(nóng)藥為機(jī)械攜帶藥物噴灑提供了另一種解法。
在千億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模面前，納米農(nóng)藥給人們留下了巨大的想象空間。
納米農(nóng)藥的“難”與“痛”
任何事物都是對(duì)立統(tǒng)一的，納米農(nóng)藥也有其弊病。產(chǎn)品能否被從業(yè)者廣泛接受和認(rèn)同，不僅在于開發(fā)它的有利性能，攻破其身上的痛難點(diǎn)意義同樣重大。
首先是納米農(nóng)藥的使用也需面對(duì)面源污染、食品安全等問題。納米農(nóng)藥的本質(zhì)也是農(nóng)藥制劑，因此，其本身所具備的毒性是無法消除的，但只要將其對(duì)生物和環(huán)境的毒性以及使用的助劑、溶劑以及載體物質(zhì)的毒性控制在合理范圍，納米農(nóng)藥就有存在的價(jià)值。2011年，美國(guó)環(huán)保署批準(zhǔn)了第一種納米農(nóng)藥AGS-20的登記；2021年，我國(guó)召開了《農(nóng)藥納米制劑產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制訂規(guī)范》，相信在不久的將來，會(huì)有更為規(guī)范和明確的文件來對(duì)納米農(nóng)藥的使用進(jìn)行指導(dǎo)，彼時(shí)，納米農(nóng)藥的施用和管理也會(huì)更加的科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)。
其次，高于傳統(tǒng)農(nóng)藥的加工成本也是阻礙納米農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用的原因之一。但從基于作物的生長(zhǎng)周期以及對(duì)蟲害的防控作用來看，能實(shí)現(xiàn)成本的降低。日后還需要針對(duì)性地進(jìn)行宣傳和推廣，增強(qiáng)從業(yè)者的接受度。
最后，在研發(fā)端，科學(xué)家們還需要面對(duì)納米農(nóng)藥制劑粉碎困難、粒徑檢測(cè)困難、納米顆粒尺寸無法保持穩(wěn)定等弊病。納米顆粒中，其摩擦力較為顯著，期間也充斥著數(shù)量極多的孔隙，容易凝結(jié)。除此之外，納米級(jí)的顆粒其熔點(diǎn)也會(huì)降低，以金為例，當(dāng)金粒尺寸小于10納米時(shí)，其熔點(diǎn)降低了幾近50%。因此，要想以技術(shù)建立起“護(hù)城河”，上述問題還亟待破局。
35斗相信，將當(dāng)前困擾市場(chǎng)的各種堵點(diǎn)、痛難點(diǎn)作為發(fā)力點(diǎn)，提升創(chuàng)新動(dòng)力，納米農(nóng)藥終將會(huì)走上坦途。
納米農(nóng)藥，是否已有產(chǎn)出“重磅炸彈”的實(shí)力？
進(jìn)入21世紀(jì)，全球部分國(guó)家和地區(qū)相繼開展了對(duì)納米農(nóng)藥的研究。盡管我國(guó)在2006年才進(jìn)入納米農(nóng)藥的探索階段，卻發(fā)展迅速，取得了傲人的成績(jī)。2017年，中國(guó)農(nóng)科院科技管理局局長(zhǎng)梅旭榮表示，“十三五”時(shí)期我國(guó)納米農(nóng)藥等技術(shù)將走在世界前列。在此期間，世界上和我國(guó)也涌現(xiàn)出來眾多從事納米農(nóng)藥事業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)/院校。
圖：我國(guó)部分從事納米農(nóng)藥方向的企業(yè)，數(shù)據(jù)來源：據(jù)公開資料收集
圖：全球部分從事納米農(nóng)藥研究的單位，數(shù)據(jù)來源：據(jù)公開資料收集
以成立于2018年的南京善思生態(tài)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱：善思科技）為例，其創(chuàng)新發(fā)展了一類農(nóng)藥品種水性化的新方法，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥制劑納米級(jí)的緩控釋，推開了納米農(nóng)藥的時(shí)代大門。以納米技術(shù)為依托，善思科技研發(fā)出了航空專用植保藥劑——澎湃納米農(nóng)藥。相較傳統(tǒng)農(nóng)藥，基于一定的有害生物防控場(chǎng)景，其霧滴沉積均勻性和穿透性具有明顯優(yōu)勢(shì)，還集高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、水基化和可控釋等性能與一體，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的大面積應(yīng)用構(gòu)建了技術(shù)基礎(chǔ)，是航空植保專用藥劑行業(yè)的領(lǐng)跑者。
創(chuàng)新和研發(fā)是一個(gè)企業(yè)的生命力，截止2021年9月，善思科技已獲得12件中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)，5件PCT國(guó)際發(fā)明專利，并已獲得美國(guó)、歐盟、澳大利亞等國(guó)的專利授權(quán)?！皯{借現(xiàn)有技術(shù)能力和專利布局，善思至少能在行業(yè)中保持5至10年的領(lǐng)先狀態(tài)?！鄙扑伎萍伎偛昧罕f。
除善思科技外，市面上還有眾多從事納米農(nóng)藥工作的企業(yè)，這些企業(yè)，或許只是納米農(nóng)藥賽道上的部分參賽選手，還有其它的選手正摩拳擦掌、蓄勢(shì)待發(fā)。
35斗了解到，目前亦有一些投資機(jī)構(gòu)在關(guān)注此領(lǐng)域，希望發(fā)現(xiàn)有別于傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥或植保產(chǎn)品的新公司，培育更符合綠色、高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的新產(chǎn)品。
如何培育“重磅炸彈”？
盡管我國(guó)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)納米農(nóng)藥制劑的眾多產(chǎn)品和企業(yè)，但成為農(nóng)藥領(lǐng)域中睥睨江湖的“重磅炸彈”仍任重而道遠(yuǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2021年全國(guó)農(nóng)藥行業(yè)制劑銷售TOP10中，總銷售額在10億元以上的企業(yè)僅有8家，前十強(qiáng)的整體銷售額為145.10億元，距離單品10億美元的銷售額還有很長(zhǎng)一段路要走。
圖：2021年全國(guó)農(nóng)藥行業(yè)制劑銷售TOP10名單，數(shù)據(jù)來源：據(jù)公開資料收集
首先是“打鐵還需自身硬”的產(chǎn)品效果。納米農(nóng)藥以其藥效強(qiáng)、利用率高等優(yōu)點(diǎn)獲得了農(nóng)業(yè)從事者的青睞，但針對(duì)某一細(xì)分品類的“人氣”產(chǎn)品仍未出現(xiàn)，因此，在具體的研發(fā)環(huán)節(jié)中，仍需要導(dǎo)向性強(qiáng)、品類明確的納米農(nóng)藥產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)，科學(xué)上取得的重大突破和進(jìn)展是提升產(chǎn)品質(zhì)量、締造行業(yè)內(nèi)“重磅炸彈”的基礎(chǔ)。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，研發(fā)端仍需上下而求索。在目前以無人機(jī)農(nóng)藥為導(dǎo)向的納米農(nóng)藥大發(fā)展期，科研的積極性已有所提高，在研發(fā)過程中，企業(yè)選擇與CRO機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作或是進(jìn)行一體化的研究，是企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)中智慧和的體現(xiàn)，更是企業(yè)能否在市場(chǎng)搶占先機(jī)的重要步驟。但需要注意的是，藥效并不能與銷量畫等號(hào)，要擺脫“叫好不叫座”的現(xiàn)象，還要讀懂市場(chǎng)所需，打動(dòng)消費(fèi)者，用對(duì)方法，才能離“重磅炸彈”更近一點(diǎn)。
企業(yè)戰(zhàn)術(shù)的應(yīng)用對(duì)于拉進(jìn)消費(fèi)者距離、提高銷量、促進(jìn)商品消費(fèi)同樣意義重大。企業(yè)本身的規(guī)模、市場(chǎng)份額、綜合實(shí)力等對(duì)于產(chǎn)品的受眾來說是購(gòu)買商品的因素之一，因此，企業(yè)所研發(fā)的產(chǎn)品從品牌的打造到消費(fèi)者的最終購(gòu)買環(huán)節(jié)中，采取的打造“明星單品”、拓寬銷售渠道、提升產(chǎn)品知名度等方式，對(duì)于提升單品銷量、集聚品牌效應(yīng)有著重要意義。此外，在產(chǎn)品推廣過程中，再加上一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)氣，成為“重磅炸彈”也并非可望不可即。
市場(chǎng)跌宕起伏，商品在市場(chǎng)中或一鳴驚人，成為行業(yè)內(nèi)的“重磅炸彈”；或泯然眾人矣”，無人記起；一切，還需要時(shí)間來揭曉答案。
參考資料：
1.《厲害了，我的納米農(nóng)業(yè)》
2.《納米農(nóng)藥，植保方式的一場(chǎng)革命？》
3.《納米材料和納米農(nóng)藥的定義｜各國(guó)納米農(nóng)藥監(jiān)管現(xiàn)狀及政策》
4.《我國(guó)納米農(nóng)藥研究發(fā)展迅速》
5.《納米農(nóng)藥制劑的研究關(guān)注點(diǎn)及難點(diǎn)總結(jié)》
6.《“改變世界”的納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化技術(shù)掌握在這家南京公司手里》