粮食安全是我国战略安全的重要组成部分，然而我国的粮食储藏仍然深受虫害、霉变等问题困扰。纳米材料作为一种新兴的材料，具有较好的杀虫和抑菌效果，包括直接杀虫作用、提高农药稳定性和利用率等优点。利用生物源介导的合成纳米材料技术，为纳米材料在防治虫害、霉菌方面的广泛应用提供了可能。纳米材料参与到防治虫害、霉菌的工作中后，也可以显著降低化学药剂对环境的污染，这为储粮防治工作的绿色化、安全化提供了保障，有利于为我国的粮食安全保障工作提出新的解决方案。
粮食储藏的重要性和挑战
粮食储藏的重要性
粮食是一种战略物资，而非一种普通的商品，粮食自给率关系到一个国家的生命线。粮食安全与金融安全、能源安全一道被称作当今世界三大安全。我国作为一个人口大国，对粮食的需求量十分庞大，但人多地少，所面临的粮食自给安全问题尤为严峻，因此做好粮食储备工作就显得尤为重要。总的来说，粮食储备主要有三大作用。其一，适时调节粮食市场供求。每年的粮食产量常常受到众多因素的影响，比如气候变化、市场价格、相关政策等，这就导致年度间的粮食产量会有一定的波动。“储备粮”有利于调节粮食产量年度间的余缺，确保粮食市场平稳运行。其二，及时救灾应急。我国国土面积广大，地域辽阔，每年自然灾害等各类灾害频频发生，在灾害发生之时，储备粮往往能迅速地投放到灾区，为政府救灾工作做出巨大贡献。其三，保护国家战略安全。粮食安全对我国来说具有重要的战略意义，储备粮则是维护粮食战略安全的有力“保护伞”，做好粮食储藏工作，能够避免我国在战略上被“卡脖子”。
粮食储藏面临的问题和挑战
我国历来高度重视粮食安全问题，已经建立起了运转高效、管理规范的粮食储备体系，政策性粮食库存充足，调控资源丰富而有力。不过，我国每年在粮食储藏期间因为霉变、虫害等因素导致的粮食损失也是一个巨大的数字。以粮食储藏中的虫害为例，粮食储藏中常常使用化学药剂抑制虫害，但是化学药剂的长期使用和滥用导致相关的害虫产生了耐药性，粮食储藏中的虫害问题不能得到根治。使用化学药剂替代技术的研究已经成为粮食储藏技术的迫切需求。
纳米材料在粮食储藏领域的应用
纳米材料在储粮中对虫害的抑制作用和抑制路径
第一，无机纳米材料具有直接的杀虫效果。对米象等几种重要储粮害虫的致死率都达到了90%以上。这是因为无机纳米材料的表面具有电荷，使得它对虫体表面有很强的粘附性，并且它在附着到虫体表面后会破环虫子的角质层，导致虫子体内的水分流失，造成虫子死亡。经研究表明，经过纳米材料处理的死亡的试虫表皮上均表现出显著的损伤，虫子的重量明显减轻。
无机纳米材料还具有代际抑制作用，据研究表明，无机纳米材料能够导致害虫后代的数量大幅度降低，从代际层面抑制害虫数量的增长。无机纳米材料所具有的良好杀虫效果和种群抑制作用，表现了其作为杀虫剂的潜力。
第二，纳米材料本身可以作为农药的递送载体。纳米材料可以通过吸附、共价结合和交联作用等方式，提高杀虫活性物质的稳定性。以纳米材料作为农药的递送载体，可以提高杀虫效果、增强杀虫活性，从而显著提高药效。
植物精油本身就对储粮害虫具有毒杀作用，纳米材料可以充分阻滞植物精油中有效成分的降解。与原液相比，负载了纳米材料的植物精油对害虫的杀死率会显著提高。纳米材料还能提高其他生物活性物质的杀虫效果，纳米材料能够作为一种递送载体增强植物精油、生物活性物质对储粮害虫的致死作用。
正因为纳米材料能够增强农药的药效，所以它在提高农药杀虫的稳定性、提升农药利用率具有重要的作用，这样的直接效果是减少农药使用量，从而使得储粮被污染的风险降低。此外，对纳米材料进行特定修饰，可以做到响应释放，有利于提高特定环境下活性分子的释放效果。进行两亲性修饰的羧甲基壳聚糖、经过化学修饰的氮化硼纳米片，在作为载体时，对AVM的释放速率会随着环境酸碱度的改变而改变。纳米材料作为活性分子的缓释剂，具有提高有效利用率、延长有效时间、增强效果、减少总药量、降低毒性对环境的污染等优点。
纳米材料在储粮中对霉菌的抑制作用和抑制路径
纳米材料的独特尺寸效应（10-100nm）和表面效应，可以穿透细胞壁和细胞膜，进入细胞内对生理代谢进行扰乱，导致真菌失去活性，从而达到杀灭真菌的作用。
无机纳米材料对曲霉属等真菌的防治具有抑制效果强、持续时间长、使用剂量低等优点。经过无机纳米材料处理的几种霉菌，其菌落总数显著下降，表现出无机纳米材料良好的抑制效果。由此，无机纳米材料具有作为储粮防霉剂的潜力。
近年来，由植物提取物、细菌和真菌这些生物源介导合成金属纳米材料的新技术备受关注，它们的成本更低廉且对环境友好。
植物提取物还原生成纳米材料，对储粮霉菌具有良好的抑制作用。细菌、真菌体内含有的硝酸还原酶，可以将电子从还原性物质（NADH等）转移至金属离子，是生成纳米材料的关键物质之一，可将Ag+还原为Ag-NPs，合成效果与硝酸还原酶的活性成正比。土曲霉介导合成的Ag-NPs对黄曲霉和烟曲霉的抑菌效果比对照组的效果提高了约45%。生物源介导合成的纳米材料对储粮霉菌都具有优异的抑菌活性，而这种合成技术为纳米材料的大规模生产提供了一种绿色安全、经济高效的合成方法，将会更好的推动纳米材料在抑制储粮虫霉的应用发展。
