减少杀虫剂的影响与新水晶的进步

AZoM巴特·卡尔博士谈到了他对杀虫剂吡虫啉的晶体结构的研究及其环境影响。

你能介绍你自己和你的背景在化学吗?这是怎么让你研究杀虫剂?

我的专业是有机化学和一开始试图合成的分子产品的想象力和一定会没有功能。作为一个年轻人,我认为社会惰性的研究是最有价值的:首先,不伤害。

研究旅行可以改变,但是,考虑到增加我们的行星问题的紧迫性,我们相信,我们的经验可能导致一些今天的环境和健康的挑战。

杀虫剂是一种日常组件的农业实践;为什么使用如此重要?

许多昆虫杀死粮食作物。杀虫剂减轻对这种伤害。

世界人口将在100亿年到2050年。一些农业专家相信我们可以生产足够的食物在短期内对很多人没有控制一些昆虫化学,尤其是在面对外来入侵物种中增加由于气候变化范围。

然而,所有的事情都一样,人类使用,他们过度使用和滥用。杀虫剂和化肥的替代农业实践完全自由应该是一个目标。同时,少即是多。

吡虫啉是什么,以及如何用于常见农药吗?你能描述其结构和性能吗?

如果分子行人大道,吡虫啉不会把任何正面。在任何的晶体形式,它是一种无色固体。中等大小的吡虫啉分子。它有9个碳原子,氢,氮和氧+一个氯原子,没有外来元素。而是普通凡事除了毒昆虫的能力。

吡虫啉是一种所谓烟碱类杀虫剂杀虫剂;因为它的作用机制与尼古丁,它会干扰一个重要neuro-enzyme称为乙酰胆碱酯酶。烟碱类是一个相对较新的群化合物引入在1990年代,因为年长的杀虫剂总是失败当昆虫产生抗药性。

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杀虫剂对环境的影响是什么,目前正在使用?特别是蜂群是如何被影响的?

吡虫啉是蜜蜂的剧毒。它也可能改变蜜蜂的行为接受的术语蜂群衰竭失调。

蜂群衰竭亚博老虎机网登录失调背后的科学是复杂的,最后一个字没有写,但预防原则认为,如果坏事会发生——即使你不知道它会发生和为什么它可能发生——你应该尽你所能阻止那件事。鉴于吡虫啉对蜜蜂的急性毒性,它已经被禁止在欧盟,但不是在北美。

在世界范围内,它是最受欢迎的杀虫剂,在120多个国家注册。而吡虫啉发明保护食品供应,具有讽刺意味的是,这可能会威胁到食物供应危害传粉者。

蜜蜂的损失将会成为一个非常糟糕的事情。非常糟糕,我的意思是,道德环境哲学家凯萨琳摩尔的话说,“把世界搞得一团糟是不对的”,但实际上,我们会饿死人类物种没有蜜蜂。

吡虫啉是一种系统性杀虫剂。它进入土壤和植物,然后蜜蜂,它可能会影响他们的免疫系统。我们的研究适用于吡虫啉的应用程序功能作为越少联系杀虫剂,昆虫直接接触固体,有时水晶粒子。yabo214

我们所做的不会影响系统使用吡虫啉,不幸的是。其他科学家正在考虑用更好的方法来湿叶较小数量的活性成分。

你能描述的方法参与修改吡虫啉为新的晶体形式?这些新的结构如何变化?

许多晶体分子化合物存在于多个结构形式。

这些形式被称为多晶型物。寻找新的只不过常见物质的多晶型物通常需要更仔细地看我们的眼睛和分析工具比那些看起来之前。

当我们开始我们的研究中,两个晶体形式的吡虫啉已被确认。

联合博士生在我的实验室里和我的同事迈克尔d .病房,现在在默克枭龙朱博士,发现一个额外的七种形式。从两种形式到一分之九是不寻常的,特别是对于一个复合,制造了公斤吨每年大约20年了。

枭龙了最好的优势分析晶体生长从融化的吡虫啉,和他有一个特殊的天赋鼓励新形式通过控制晶体生长温度等变量。

这将如何改变杀虫剂吡虫啉工作?

在一个给定的温度下,不同的多晶型物会有不同的能量。在较低的能量形式的分子包更舒适,他们“适合”更好,和他们相互关联是强大的。更高的能源形式,分子找不到对彼此最好的位置。

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熔点下降。更高的能源形式的分子更容易从水晶中解放出来。当昆虫的步骤在一个吡虫啉晶体,晶体表面的分子扩散通过昆虫的表皮,这一过程我们可以也应该学习更多的知识。然而,当接触杀虫剂功能,它需要一个水晶表面的会议和睑板(英尺)的昆虫。

这个关于商业的影响杀虫剂使用?

如果接触杀虫剂可以在一个晶体结构比另一个更有效,更少的活性成分,最昂贵的组件,需要生产。任何不受欢迎的后果,他们会减轻。

修改后的吡虫啉说能够帮助减少环境影响。它将如何做到这一点,它有哪些积极影响有关传播疾病?

吡虫啉的应用程序中可能出现在水晶形式,例如在户外空间喷洒的地区伊蚊蚊子(向量为登革热,Zika病毒、黄热病、和其他传染病),它的一个世界卫生组织批准使用,更积极的形式的吡虫啉理论上可用于小批量达到同样的效果。

通过这种方式,对非目标生物的可能性通过系统性行动可能会被削弱。

如果一个活力四射的水晶可以妥协昆虫更加迅速,发展的机会应该减少阻力。选择压力应该更小。

然而,我们都知道,生物学的发展阻力是复杂的,有许多不同的反馈机制,我们可以声称没有专业知识。然而,耐药机制涉及化学反应需要时间。

顺理成章地,改变的速度吸收过程可以影响一些抵抗的动力学机制。我们有证据表明即使是抵抗蚊子更迅速被更积极形式的一些杀虫剂,虽然我们不知道这个吡虫啉。

将在新杀虫剂吡虫啉的事实是,尽管要求较低的金额,还对环境构成威胁吗?它仍然可以对蜂群有害吗?

吡虫啉在任何数量是不好的。蜜蜂的毒性是测量在毫微克- 1000000000克。我们再次强调,晶体学只适用于应用程序使用吡虫啉在接触。然而,如果不使用吡虫啉在联系应用程序中,可以减少进入土壤和植物和毒蜜蜂通过其系统性行动。

你的问题不仅是一个关于吡虫啉的问题,可以说是的,或者一个的,问题的21个^圣世纪。我们如何应对吡虫啉-或二氧化碳将决定我们的未来。世界其他国家可以立即加入欧盟和吡虫啉的禁令。

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它不会这样做。世界可能会宣布下个月在格拉斯哥(警察26个联合国气候变化会议),碳排放明天将停止。它不会。然而,我们必须开始,我们可以积极地,所有的机制,我们可以实现,以减少伤害。

让任何坏事一分之零需要知道我们现在正在使用的一半。然后再次的一半。既不与公司₂和吡虫啉是我们取得太大进展。所有的想法都应该被考虑。,有一个很大的努力旨在减少杀虫剂使用没有专注于水晶形式。

任何物质的成分,有些群原子,价值是免费的。它只成为价值拉登在人们的手中。吡虫啉可重复使用这个熟悉的叙事和虐待。它确实有些事情,也和其他东西。人们必须使这种平衡,但人不完美的决策者和有不同的和相互竞争的利益。

我们的一个朋友刚刚去世,苏格兰晶体学家杰克丹尼,享年98岁。智慧的另一个朋友发给我一个文件引用杰克收集。一个相关的是:

“亚博老虎机网登录科学和技术,就像所有人类精神的原始创作,是不可预测的。如果我们有一个可靠的方法把我们的玩具好和坏,很容易调节明智的技术。但我们很少能看得很远,知道哪一条路通向诅咒。谁关心自己…技术,推动它前进或停止它,是人类生命赌博。”- - -Freeman Dyson令人不安的宇宙

这里有一些真正的杀虫剂。

你之前已经成功修改杀虫剂溴氰菊酯。这是如何不同的吡虫啉,是更好的环境吗?

弧的部署的杀虫剂在实验室里,很高杀虫剂,像DDT,首次被发现。过度使用滴滴涕在农业。地球最终沐浴在它。蚊子成为耐药。环境恶化是灾难性的。

这些被拟除虫菊酯所取代,包括溴氰菊酯类化合物,来自除虫菊,菊花中的一种化合物。溴氰菊酯已经“去”复合嵌入内墙喷杀虫蚊帐和房屋在疟疾流行地区。

蚊子又有了抗药性,溴氰菊酯是失败,这是一个现在被认为是突发公共卫生事件。更快的水晶可以帮助克服一些耐药机制吗?我们是这样认为的。

第一个新世化合物作斗争按蚊蚊子是吡虫啉的表弟叫clothianidin。这几年,蚊子抵抗的迹象。吡虫啉的多种形式之一,也许会更快地工作在小批量与抵抗的风险较小。我们不知道;还没有测试。

你希望什么进一步的进步可以看到关于杀虫剂的化学成分吗?

我们感觉,晶体学,固体的结构和性质的描述,应该是一个基本的一部分,任何接触杀虫剂的发展,因为任何一种化合物或分子可以出现在多个方式,因此会有超过一组的化学、物理和生物特性。

就好像一个给定的分子,通过其晶体,有各种各样的“个性”。然而,一个水晶的生物作用取决于当昆虫步骤表面的晶体。关键步骤(一语双关)就是整个有机体与晶体的分子。

真正的进步可能会只有当晶体学家们和昆虫学家共同关注关注这个接口。传统上,昆虫学家没有重视晶体,在同样的方式我们晶体学家们很少关注昆虫。今天,可以找到很多有趣的科学在接口不同社区的科学家,一开始就彼此陌生。亚博老虎机网登录

你相信你的研究将有助于鼓励杀虫剂制造商考虑他们的化学物质对环境的影响导致新的、更可持续制造方法?

机构或个人,我们都应该互相帮助考虑我们共同的环境影响。也就是说,杀虫剂非常锋利的双刃的剑。随时可以达到预期的效果与更小的一些外源性化学物质,地球是感激。

如果这可以通过鼓励其他人,包括公司,更加关注晶体,我们渴望这样做。

毕竟,在任何一天基本上所有我们做的是鼓励年轻人多注意晶体。为什么不鼓励一些制造商同样?这是否有很大的影响取决于科学家的兴趣和参与专业配方,真正的大规模稳定产品。

在这里,再一次,我们不是专家。我们所做的在实验室工作。转化科学确实需要协作的专业制造商与配亚博老虎机网登录方。倒大量从一个容器转移到另一个,包装,运输,可能会妥协,我们用显微镜观察。

你个人认为是最激动人心的暗示你的研究?

令人兴奋的如果我们能有助于使一个更有效的蚊帐的杀虫剂盛开结晶形式,或导致更有效的室内残留喷洒。知道很多关于这些干预措施所涉及的水晶可以帮助我们做出更好的工具和拯救人类的生命。不一定是这样,但我们渴望找到的。

读者在哪里可以找到更多的信息?

充分披露:作为我们的论文表明,纽约大学申请了专利吡虫啉的新形式。

朱,x操纵固体形式的传染病预防接触杀虫剂,博士论文,2021年,纽约大学。https://www.proquest.com/docview/2560821898?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true

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关于巴特博士卡尔

迈克尔·沃德和巴特·卡尔化学教授在纽约大学分子设计研究所,这项工作合作与我们学生的合作者,尤其是朱枭龙。这是一个他的博士论文引用上面的一部分。