新加坡国立大学广州创新研究院PI（Principal Investigator，学术带头人），新加坡国立大学设计与工程学院化学与生物分子工程系助理教授，新加坡国立大学校长青年教授（Presidential Young Professor）林志德助理教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表最新成果：一款核壳结构“两栖型”微针贴片，既能在陆地环境使用，也可适配水下场景，精准输送生物活性物质与活体有益微生物。林志德助理教授带领一支跨学科团队，长期致力于开发基于纳米技术的植物友好型工具，助力农作物与绿植抵御病虫害侵扰，化解高温、土壤盐碱化等气候环境带来的各类生长难题。

林志德助理教授团队迎来全新科研突破，成功研制出核壳结构新型微针贴片。这款贴片唯有渗入植物内部组织后，才会释放内置有效物质，为陆生、水生各类植物实现精准养分与活性物质输送，打通了便捷高效的技术新路径。

从儿时对科学的浓厚好奇，到如今带领一支跨学科研究团队，林志德助理教授正潜心开发基于纳米技术的工具，以帮助植物更好地应对气候变化。

孩童时期，林志德助理教授就在科学探究方面表现出敏锐的观察力。他注意到，母亲只要扫一眼自家后院的植物，几乎就能立刻判断出它的健康状况，但他常常看不出其中的门道。自此，有个疑问始终在他的脑海徘徊：能否在不伤害植物的前提下，及早且精准地评估植物的健康状况？

怀揣着最初的探索热忱，林志德助理教授始终步履不停深耕科研。他致力于研发新型植物智能辅助工具，既能提前捕捉植物发出的逆境预警信号，也能精准地为植株输送所需养分和修复物质。如今，作为新加坡国立大学设计与工程学院化学与生物分子工程系的助理教授，他组建了一支跨学科团队，依托前沿纳米技术，开发实用的科研工具，帮助植物更好地应对气候变化带来的病虫害、盐碱侵害、高温侵袭等各类生长困境。

他的最新研究，成功攻克植物学界长久以来的技术瓶颈，顺利解决了活性基因、蛋白、植物激素以及有益菌群等有用“载荷”，难以高效导入活体植物内部的难题，即便在潮湿叶面或是水下生长环境中，依旧能够顺畅完成输送工作。

该项创新成果已于2025年11月24日正式刊发在《自然・通讯》（Nature Communications），研究中推出的两栖型微针装置，可灵活适配水陆两类植物，精准完成各类生物活性物质与活体有益微生物的定向输送工作。

教授简介 

林志德 (Tedrick Lew)

 - 校长青年教授

 - 助理教授

 - 新加坡国立大学化学与生物分子工程系

 - 专注植物纳米技术、基因与生物分子递送、生物传感及可编程纳米材料研究。凭借卓越科研能力，其研究成果发表于《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology) 《自然·植物》以及Advanced Materials等国际顶级期刊，为学术界和行业发展做出了重要贡献。

01 攻克递送难题

以往给植物输送营养或其他有效物质的常规方式，不仅效率偏低、释放节奏不好把控，还大多只能作用于少数植物品种。一旦叶片沾水，难题便随之而来，雨水和灌溉水很容易提前冲散喷洒的物质；若是身处水下环境，情况更是棘手，有效成分往往还没被植物吸收，就已经四散融入水中。

针对这些行业痛点，林志德助理教授及其团队创新研制出这款微针贴片。贴片表面布满细密微针，可轻柔刺入植物组织形成微小通道。每一根微针都如同双层防护胶囊，外层具备出色防水能力，无惧潮湿与水环境，内层则妥善封存各类珍贵活性物质。当微针植入植株后，借助植物自身体液便能启动释放机制，如同泡腾片遇水慢慢起效，让内部物质平稳可控地渗透输送至植物各处。

实验证明，这款微针贴片适用范围非常广泛——核酸、蛋白质、植物激素以及能传导遗传物质的农杆菌等，都可以顺利递送，并且送入植物体内的基因也能保持稳定活性。团队还成功在水下为淡水沉水植物导入耐盐基因，为特殊环境下培育抗逆植物找到了全新办法。

“这是首个经证实、在陆生和水生植物中都能稳定运行的可编程微针系统。”林志德助理教授补充道。“大多数递送方法依赖喷洒或注射，在湿润或沉水植物上难以奏效。而我们的设计具备防水性、可控释放（释放参数可精细调节）以及生物相容性。” 西洋菜、空心菜、各类水生藻类等作物，都能借助这项技术实现高效培育养护。

该技术不仅打通了干湿环境下植物物质输送的难关，也搭建起从实验室成果到田间实际应用的实用桥梁。它既能精准输送物质，优化作物的抗逆能力和长势，也能定向投放有益菌群，大幅减少农资浪费和生态污染。

林志德助理教授指出，这一工具还可搭载基因编辑相关组件，帮助改良农作物口感、提升营养品质，同时也为水生植物的生物技术发展开辟新方向。他表示，“长远来看，这种方法把活性有效成分精准投放到需要的地方，而不是大面积播撒，这能够让农业投入品的使用更高效。”

林志德助理教授（左）近期工作聚焦于开发能够将多种生物大分子和活体微生物递送至陆生和水生植物体内的微针。

02 站在气候韧性植物研究的前沿

这款微针贴片，只是林志德助理教授实验室整体研究布局中的一环。他所领导的跨学科团队，致力于捕捉植物在遭遇干旱、盐碱、高温等逆境时的生理信号，并主动介入调节植株生长状态。除了物质递送技术，团队还在研发无创监测植物健康状况的纳米传感器，同时探索纳米靶向养护方案。例如，他们目前正在试验一种分子“防晒霜”，用以增强植物对高温的耐受能力。此外，实验室还潜心钻研植物与微生物的共生机理，严控纳米技术应用的生态安全性——在增强植物生存韧性、提升长势的同时，全力守护农田的自然生态平衡。

展望未来，林志德助理教授正积极推动这项微针技术的落地普及。一方面，他与团队紧密贴合田间实际种植环境，优化产品设计，丰富可输送的物质品类；另一方面，他们持续观测农作物的长期生长状态，并尝试运用3D打印技术改进生产工艺。林教授团队还积极探索微针贴片与农业机器人、水下作业设备的联动，让前沿的植物纳米技术真正赋能现代农业高质量发展。

文章英文版原载于NUS News，原文标题为The Green Guardian: Asst Prof Tedrick Lew harnesses precision nanotechnology to protect and strengthen plants

原文链接：https://news.nus.edu.sg/green-guardian-asst-prof-tedrick-lew/