2017年5月，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 《先進(jìn)功能材料》(影響因子為12.124)在線發(fā)表山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院教授劉峰科研團(tuán)隊(duì)的研究成果 《配位組裝微囊化策略可以提高吡唑醚菌酯的田間藥效和環(huán)境安全性》,意味著水稻三大病害之一的稻瘟病有了更安全有效的防治藥劑類型。博士生李北興作為這篇文章的第一作者，激動(dòng)的心情一點(diǎn)不亞于導(dǎo)師劉峰。研究靶向藥物與相關(guān)包封技術(shù)，讓農(nóng)藥與殺菌劑更加低毒高效，是實(shí)驗(yàn)室研究的重要方向，也是李北興的科研夢(mèng)想。
　　在科研路上不懈追求2008年9月，李北興考入山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院制藥工程專業(yè)，2012年9月被推薦免試攻讀農(nóng)藥學(xué)碩士學(xué)位，2016年考取農(nóng)藥學(xué)博士研究生，繼續(xù)師從劉峰教授，如今讀博士二年級(jí)，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)藥加工與應(yīng)用技術(shù)。
　　在同學(xué)心目中，李北興對(duì)做科學(xué)研究一直充滿探索的興趣與熱情。大二時(shí)參加了大學(xué)生科研訓(xùn)練（SRT）項(xiàng)目，篩選常用殺蟲(chóng)殺菌劑對(duì)黃瓜等作物的安全劑量。大三那年，他進(jìn)入劉峰老師實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)，跟著師兄師姐在德州、東營(yíng)、濰坊等地開(kāi)展綠盲蝽對(duì)常用藥劑如毒死蜱、辛硫磷等的敏感性監(jiān)測(cè)。因?yàn)樘崆按_定了保研，大四時(shí)，他正式成為實(shí)驗(yàn)室的一員，在研究低毒農(nóng)藥的路上開(kāi)始跋涉。
　　碩士期間，針對(duì)農(nóng)藥制劑多組分體系配方篩選耗時(shí)多、工作量大的問(wèn)題，他系統(tǒng)學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，將均勻設(shè)計(jì)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)引入農(nóng)藥制劑學(xué)領(lǐng)域，利用逐步回歸、偏最小二乘回歸等建模方法，建立了穩(wěn)定可靠的預(yù)測(cè)模型，降低了制劑配方研究的盲目性，發(fā)表的“正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)在優(yōu)化噻蟲(chóng)胺懸浮劑物理穩(wěn)定性上的應(yīng)用”一文被引用19次。采用響應(yīng)面法優(yōu)化農(nóng)藥制劑性能的研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》、《英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)進(jìn)展》等期刊，獲得行業(yè)人關(guān)注，推動(dòng)了統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在農(nóng)藥制劑學(xué)配方研究中的應(yīng)用。
　　讀博士以后，李北興參加了兩項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金的科研工作，具體開(kāi)展金屬-多酚配合物負(fù)載型微膠囊的成囊機(jī)制、釋放及活性調(diào)控研究。經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索和實(shí)踐，構(gòu)建了一系列不同特征參數(shù)的吡唑醚菌酯微膠囊。在 《先進(jìn)功能材料》、《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志》、《光化層》等期刊發(fā)表SCI論文8篇，累積影響因子35.908，其 中 單 篇 最 高 影 響 因 子12.124。還以第一作者在《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》、《農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)》等中文核心期刊發(fā)表論文4篇。2016年，李北興獲得“第二屆趙善歡獎(jiǎng)學(xué)獎(jiǎng)教基金優(yōu)秀研究生獎(jiǎng)”。2017年，他參與的“防治地下害蟲(chóng)農(nóng)藥微囊化技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，獲山東省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。另外，他還獲得2項(xiàng)發(fā)明專利，2項(xiàng)實(shí)用新型專利。
　　在靶向藥物研究中出彩外行人說(shuō)起農(nóng)藥，大多對(duì)其毒性懷有畏懼與擔(dān)憂。實(shí)際上，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的藥劑選擇性越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)靶標(biāo)生物越來(lái)越有效，對(duì)非靶標(biāo)生物和高等動(dòng)物越來(lái)越安全。李北興也是推動(dòng)這種科技進(jìn)步的一個(gè)貢獻(xiàn)者。
　　稻瘟病可引起水稻大幅度減產(chǎn)?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)多年研究和實(shí)踐，證明殺菌劑吡唑醚菌酯對(duì)稻瘟病具有良好的控制作用，但該藥對(duì)魚(yú)、溞等水生生物具有高毒性，在水田病害防治上登記受到限制。近年來(lái)，許多科研人員嘗試將吡唑醚菌酯通過(guò)各種材料包覆或吸附，以降低其對(duì)水生生物的毒性。劉峰教授課題組想尋找一種天然材料用于包覆芯材，以替代高聚物囊壁材料，李北興的博士課題就是這個(gè)方向。
　　在導(dǎo)師劉峰和慕衛(wèi)教授的指導(dǎo)下，李北興以鐵和單寧酸反應(yīng)得到的化合物作為囊壁材料，不斷摸索調(diào)控工藝，終于能快速沉積到所需要的程度。但是，尋找做表面活性劑材料的過(guò)程卻大費(fèi)周折。表面活性劑主要起乳化作用，可以將含有吡唑醚菌酯的油相體系均勻分散成小液滴，然后鐵和單寧酸形成的化合物沉積在液滴表面，最終形成農(nóng)藥微囊。李北興他們用聚羧酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚等多種表面活性劑進(jìn)行多次嘗試，包覆性都不太理想。幾百次試驗(yàn)過(guò)后，一種亞硫酸鹽法造紙木漿的下腳料———木質(zhì)素磺酸鹽類表面活性劑，終于脫穎而出。接下來(lái)，李北興他們又通過(guò)連續(xù)組裝囊壁材料，線性提高囊壁厚度，有效控制芯材釋放，讓農(nóng)藥微膠囊制備方法日趨成熟。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室多種方法反復(fù)論證后，課題組開(kāi)始在田間開(kāi)展藥效試驗(yàn)。采用該技術(shù)制備的吡唑醚菌酯微膠囊在水中為規(guī)則的球形，噴施到水稻葉面上，隨著水分的揮發(fā)，微膠囊受大氣擠壓變形，可以快速釋放活性成分，控制稻瘟病發(fā)生，而落入水中的微膠囊仍可以保持原來(lái)穩(wěn)定的形狀不釋放，對(duì)水生生物的毒性大大降低。經(jīng)測(cè)定，微膠囊與常規(guī)乳油和懸浮劑對(duì)水稻稻瘟病的防治效果相當(dāng)，對(duì)斑馬魚(yú)、大型溞、非洲爪蟾等水生生物的毒性比常規(guī)劑型降低 10到 30倍。研究結(jié)果于2017年8月在材料類頂級(jí)期刊 《先進(jìn)功能材料》正式發(fā)表。該成果被中國(guó)科學(xué)報(bào)、農(nóng)村大眾、山東農(nóng)大報(bào)、中國(guó)高校校報(bào)網(wǎng)等媒體廣泛報(bào)道或轉(zhuǎn)載。目前，該技術(shù)已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。這種工藝簡(jiǎn)便、反應(yīng)速率快、低毒的靶向藥物包裝方法也引起了企業(yè)的濃厚興趣。目前，課題組正與多家農(nóng)藥企業(yè)洽談成果轉(zhuǎn)化事宜，并向農(nóng)業(yè)部申請(qǐng)農(nóng)藥登記許可。
　　在分享與服務(wù)中收獲成長(zhǎng)李北興善于學(xué)習(xí)，更善于分享，在為同學(xué)和農(nóng)民服務(wù)中感受快樂(lè)，收獲成長(zhǎng)。
　　現(xiàn)在，李北興是實(shí)驗(yàn)室的大師兄，也是實(shí)驗(yàn)室作學(xué)術(shù)報(bào)告和經(jīng)驗(yàn)交流最多的研究生。在學(xué)院的學(xué)術(shù)交流會(huì)上，他以“配位組裝技術(shù)構(gòu)建農(nóng)藥微囊負(fù)載體系”為題作報(bào)告，講述自己的科研探索與體會(huì)。2016年10月，受廣東省研究生學(xué)生論壇農(nóng)藥學(xué)分論壇邀請(qǐng)，他作會(huì)議報(bào)告 “統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在農(nóng)藥制劑學(xué)研究中的應(yīng)用潛力”，廣受好評(píng)。
　　除了自己的課題，李北興還不斷嘗試做其他研究。為簡(jiǎn)化微膠囊溶出試驗(yàn)方法，縮短產(chǎn)品評(píng)價(jià)周期，他幫助實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)，設(shè)計(jì)了溶出試驗(yàn)測(cè)試裝置，探索出檢測(cè)微膠囊釋放的快速、高效測(cè)定方法。該方法在檢測(cè)毒死蜱、辛硫磷、吡唑醚菌酯等農(nóng)藥微膠囊方面穩(wěn)定可靠，可用于檢測(cè)國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)囊壁材料的微膠囊產(chǎn)品。該方法在釋放介質(zhì)用量，精密度方面均有一定的優(yōu)勢(shì)，試驗(yàn)裝置和檢測(cè)方法已獲得中國(guó)專利授權(quán)。
　　他的老家濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣是著名的大蒜之鄉(xiāng)、辣椒之鄉(xiāng)。讀大學(xué)時(shí)，李北興就利用暑假，到大棚和田間與農(nóng)戶交流種植和病蟲(chóng)害治理經(jīng)驗(yàn)，跑遍全縣三十多家農(nóng)藥經(jīng)銷處，了解農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)與使用情況。研究生期間，結(jié)合導(dǎo)師劉峰的科研課題，他在家鄉(xiāng)開(kāi)展大蒜土傳病害和辣椒葉部病害防治試驗(yàn)。在調(diào)查中，李北興發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)上使用的農(nóng)藥產(chǎn)品相對(duì)滯后，辣椒炭疽病菌等對(duì)市售的藥劑產(chǎn)生了較高的抗性，嚴(yán)重影響施藥效果。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)在辣椒行間套作玉米可以有效降低辣椒炭疽病、日灼病等病害。結(jié)合病原菌抗藥性監(jiān)測(cè)結(jié)果，他們向當(dāng)?shù)夭块T推薦了敏感防治藥劑、緩釋劑型和高效施藥器械，并詳細(xì)告知施藥方式和關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。為了讓農(nóng)民真正掌握相關(guān)技術(shù)，李北興還自發(fā)為農(nóng)民講課，搞培訓(xùn)，宣傳大蒜和辣椒的病蟲(chóng)害管理策略，指導(dǎo)大家科學(xué)使用農(nóng)藥，接受培訓(xùn)的農(nóng)民累計(jì)有上千人次，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。如今，金鄉(xiāng)縣很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)已經(jīng)推廣了辣椒玉米套作技術(shù)，辣椒管理水平明顯提升，全縣辣椒炭疽病發(fā)病率已經(jīng)由2014年的20%以上降低至10%以下。