Inom modernt jordbruk är gödningsmedel avgörande för att öka skördens avkastning. Traditionella gödningsmedel lider dock ofta av ineffektivitet, vilket leder till lägre produktion och miljöföroreningar. Nano-gödningsmedel (NFs) har visat sig vara mer fördelaktiga än konventionella kemiska gödningsmedel på grund av deras unika fysikalisk-kemiska egenskaper, såsom riktad och långsam frisättning av näringsämnen. Indol-3-acetinsyra (IAA) är ett viktigt växthormon som används inom jordbruket för att främja växttillväxt. På grund av dess instabilitet krävs inkapsling för kontrollerad frisättning och ökad stabilitet. I denna studie användes kitosan och natriumtripolyfosfat pentabasiskt (TPP) för att konstruera nanopartiklar via den joniska gelationsmetoden, med målet att uppnå kontrollerad frisättning av växthormonet IAA. Dessa nanopartiklar är designade för att öka gödselmedlets effektivitet och minska miljöpåverkan, vilket erbjuder en lovande lösning för hållbart jordbruk. 

I denna studie syntetiserade vi joniskt och kovalent tvärbundna kitosan-nanopartiklar (NPs) med hjälp av en jonisk gelationsmetod där TPP användes som tvärbindare och vi försökte inkapsla IAA. För att förstärka interaktionen mellan kitosan och IAA modifierade vi kitosan med fenylsuccinsyra (PSA) och använde även detta modifierade kitosan för att skapa nanopartiklarna. 

De syntetiserade nanopartiklarna hade storlekar mellan 205–350 nm med en PDI runt 0,4, vilket tyder på viss aggregering av kitosan och en bred storleksfördelning. ζ-potentialmätningar visade att kovalenta nanopartiklar (4–15 mV) generellt hade lägre potential än joniska nanopartiklar (24–30 mV). 

Våra resultat visade att nanopartiklarna nådde en EE mellan 10–30%, och kovalenta nanopartiklar uppvisade högre EE jämfört med joniska nanopartiklar. PSA-modifierade kitosan-nanopartiklar visade generellt högre EE än icke-modifierade kitosan-nanopartiklar, vilket tyder på att införandet av aromatiska grupper ökar interaktionen mellan kitosankedjan och IAA. Andra karakteriseringsmetoder, inklusive FTIR och 1H NMR, bekräftade närvaron av IAA i nanopartiklarna.

In modern agriculture, fertilizers are crucial for increasing crop yield. However, traditional fertilizers often suffer from inefficiency, leading to lower production and environmental pollution. Nano-fertilizers (NFs) have been found more advantageous than conventional chemical fertilizers due to their unique physico-chemical properties, like targeted and sustaining releasing of fertilizer. Indole-3-acetic acid (IAA) is a vital plant hormone used in agriculture for promoting plant growth. However, its instability necessitates encapsulation for controlled release and enhanced stability. This study utilized chitosan and sodium triphosphate pentabasic (TPP) to construct nanoparticles via the ionic gelation method, aiming for the controlled release of the plant auxin IAA. These nanoparticles are designed to enhance fertilizer efficiency and reduce environmental impact, offering a promising solution for sustainable agricultural practices. 

In this study, we synthesized ionically and covalently crosslinked chitosan nanoparticles (NPs) using an ionic gelation method with TPP as a crosslinker and attempted to encapsulate IAA. To enhance interactions between chitosan and IAA, we modified chitosan with phenyl succinic acid (PSA) and also used this modified chitosan to construct the NPs.  

The synthesized NPs had sizes ranging from 205-350 nm with a PDI around 0.4, suggesting some aggregation of chitosan and leading to a broad size distribution. ζ-potential measurements indicated that covalent NPs (4-15 mV) generally had lower potentials than ionic NPs (24-30 mV).  

Our results showed that NPs reached EE between 10-30%, and covalent NPs exhibited higher EE compared to ionic NPs. PSA-modified chitosan NPs generally showed higher EE than unmodified chitosan NPs, suggesting that the introduction of aromatic groups increases interactions between the chitosan chain and IAA. Other characterization methods, including FTIR and 1H NMR, confirmed the presence of IAA in the NPs.