Nanostructured silicas – Insecticidal effect and new developments

Abstract

Die insektizide Wirkung inerter Stäube ist bereits seit Jahrhunderten bekannt, jedoch wurde der genaue Wirkmechanismus vieler Stäube erst in den letzten Jahrzehnten untersucht. Die insektizide Eigenschaft von Silikatstäuben wird auf die Physisorption von Cuticularlipiden und damit einhergehende Zerstörung der Wachsschicht der Epicuticula sowie folgende Austrocknung der Arthropoden (entsprechend den Fickschen Diffusionsgesetzen) zurückgeführt. Die insektiziden Eigenschaften und deren Wirkungsgrad werden vorrangig über die spezifischen Oberflächen bestimmt. Dabei haben große Oberflächen einen höheren Wirkungsgrad als kleine Oberflächen und lassen sich hydrophobe Materialien vielseitiger einsetzen als hydrophile. Im vorliegenden Manuskript wird auf die Verwendung von amorphen Silikaten in unterschiedlichen Formulierungen in den Bereichen Geflügelhaltung, Vorratsschutz und Gartenbau eingegangen. Dabei stehen seit neuestem nicht mehr Stäube sondern vielmehr Flüssigformulierungen im Vordergrund.Modern research on the insecticidal effects of inert dusts as a stored-grain protectant and for plant protection purposes began in the 1920’s. The main advantage of inert dusts is their low environmental thread. One group of inert dusts used for pest control is amorphous silica. Amorphous silica has been tested as a whole and is according to the International Agency for Research on Cancer not classifiable as to its carcinogenicity to humans. Silica such as diatomaceous earths can kill insects by ab/adsorbing the lipids such as waxes and triglycerides of the outer cuticle layer by direct contact. When the thin, waterproof layer is lost, the insect dries out following Ficks law of diffusion into the surrounding atmosphere. Small particles with large surfaces are more effective than larger particles and some silicas show even surface structures within the nanometer range. The present manuscript describes the current use of amorphous silica in poultry systems, for stored product protection, as well as in horticultural production systems. New formulations are liquid rather than dusts. Particles used in commercial products are nowadays hydrophobic and not hydrophilic enabling a larger range of application

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