上海腾拔质构仪用于测定微球力学性能

传统的农药使用过程中存在溶剂污染环境， 有效成分流失快， 药效差等弊端， 研究表明通过药物载体方式可明显延长农用品作用时间、提高利用效率，进而降低其对生态环境的影响。壳聚糖（CS）作为一种来源广泛、无毒、可自然降解的天然高分子材料，其球状凝胶具有制备简单、粒径可控、表面化学键丰富等优势， 被广泛应用于药物吸附和输送。然而，CS 水凝胶链的柔度有限，导致其在应用过程中存在拉伸性能低， 机械稳定性差等问题。研究发现，引入无机填料可极大的改善CS 凝胶微球的性能。与其他无机填料相比，酵母菌（YS）作为一种单细胞真核微生物， 由于其细胞壁的存在使得酵母细胞呈中空态，这可以提高CS 基水凝胶的保水性；此外，酵母细胞壁具有很大的力学强度，可缓解单纯CS 水凝胶干燥引起的严重收缩； 更重要的是YS 表面的−OH、−COOH、−NH2 等官能团会使其与CS 之间的化学连接更强， 因为它们会形成更多的氢键和范德华力。在前期研究工作中，Feng 等人已将酵母菌（YS）引入聚糖水凝胶微球，有效增强了微球的力学性能， 且实现了在不同pH 下对腐殖酸的控制释放，进一步采取各种响应手段，达到精确可控是急需的研究方向。

引入纳米颗粒可赋予聚合物水凝胶的功能特性， 在碳纳米颗粒中， 石墨烯和氧化石墨烯(GO)的复合水凝胶具有高强度和其他物理特性从而被广泛应用，如Omid i 等

将功能性石墨烯和CS 交联形成对pH 和温度双敏感的水凝胶， 然而过程中用到的化学交联剂具有一定的毒性， 且残留的交联剂容易泄露，使其应用受到了限制；WANG 等[ 9 ]将功能化氧化石墨烯引入CS 水凝胶中极大地改善了CS 水凝胶的力学性能，然而，氧化石墨烯价格昂贵。因此选择成本低的制备材料及对环境友好的制备方法对材料的实际应用具有

重要意义。

纳米金刚石（DND）是一种纳米级碳同素异形体，由sp3 碳金刚石核和重建的sp2 碳表层构成，其可以通过声子散射/晶格振动的形式吸收紫外、可见以及近红外区域的光并转化成热，具有优异的光热性能，近年来在医学、生物技术、电子和催化领域备受关注。但目前有关DND 应用于可控药物释放领域的报道还比较少，本文将DND 引入YS-CS 微球，DND 的加入使得光转换为热，进而在可控药物释放领域有着广阔的应用前景。

基于此， 本文采用碱凝胶法， 制备了酵母-壳聚糖（YS-CS）基体，通过进一步引入光热材料DND，获得DND/YS-CS 微球。据此赋予YS-CS 微球良好的光热刺激响应性，实现光热控制的药物释放， 研究结果对高性能功能性光热凝胶的开发利用，以及农药的智能输送有着重要的发展潜力。