فناوری نانو و جايگاه آن در کشاورزی

[fgni]

دوست عزيزممنونم از توضيحتون اما يه سوال ديگه ام اينه كه ايا هردوره كه گياه جديدي ميكاريم بايد ار ذرات نانو در زمين استفاده كنيم يا نه موقع استفاده از بذر اونو استفاده ميكنيم سوال ديكه ام اينه مكانيزم اين عمل به چه صورته ايا تحقيقي شده يا در حد نظريه هست
ضمن اينكه ايا اين ذرات ايجاد الودگي در گياه ميكنن ميتونن با انتقال به سيستم غذايي انسان ايجاد بيماري مثل سرطان كنن يا اصلا باعث جهش ژني در كياه بشن يا ...​

 

[a.jaberzadeh]

سلام.
ببینید بستگی داره که از چه نانو ذراتی در چه مرحله ای و به چه نحوی استفاده بشه.مثلا بصورت خاک مصرف که از طریق ریشه جذب گیاه بشه مانند نانو ذرات پالادیوم.یا بصورت خیساندن بذر در محلول نانو ذرات مانند نانو ذرات اکسید روی یا بصورت محلول پاشی مانند نانو ذرات آهن.تحقیقات شده و در حال انجام هست (در ایران) من خودم دارم کار می کنم.
در بحث آلودگی باید بگم که بعضی از نانو ذرات در گیاه خاصیت سمیت و بازدارندگی دارند مانند نانو ذرات اکسید روی.که از این نانو ذرات در علف کشها استفاده میشود (به تازگی روی آن کار می شود.)
در بحث سرطان زا بودن باید بگم که در کل نانو ذرات خاصیت سرطان زا بودن رو دارن ولی بصورت رسمی نه تایید شده و نه تکذیب ولی در کل اگر نانو ذرات با مواد خاصی ترکیب بشوند خاصیت سرطان زا بودن آنها اکتیو می شود برای همین هر کشوری برای استفاده از نانو ذرات قوانین خاصی دارند.مثلا اکسید تیتانیوم در سرامیک شیشه سازی رنگ سازی استفاده میشه که خاصیت سرطان زای بالای دارد.ولی در صنعت آرایشی و بهداشتی با مواد خاصی ترکیب می شود که خاصیت سرطان زا بودن آن غیر فعال میشود.
در مورد گیاه در حال مطالعه است که نانو ذرات در گیاه باقی می مانند یا خیر. در مورد نانو ذرات کلات آهن مشکلی نبود. هم بصورت خاک مصرف هم بصورت محلول پاشی(در مورد سرطان)
در مورد جهش تا انجا که من اطلاع دارم نه باعث جهش نمی شود البته دقیق نمی تونم بگم.در واقع ما از طریق نانو ذرات بیشتر روی فتوسنتز و آنزیمها تاثیر می گذاریم.

 

[a.jaberzadeh]

نانو مواد آنتی باکتری

نانو مواد آنتی باکتری

استفاده از نانوذرات طلا و نقره دانشمندان به روشي جديد براي تولييد پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي ضد باكتري دست يافتند.

محققان آلماني روشي جديد براي توليد پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي پليمري - فلزي با خاصيت آنتي‌ميكروبي ارائه دادند كه در آن نانوذرات طلا و نقره در لايه‌ سطحي نازكي كنار هم قرار گرفته‌اند.

به گزارش سرويس «فن‌آوري» خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين پوشش جديد خواص ميكروب‌كشي فوق‌العاده‌اي از خود به نمايش گذاشته است.

پتانسيل استفاده از پوشش‌هاي سطحي آنتي ميكروبي باعث استفاده شايع آنها در صنايع مختلف مانند ساختمان و بسته‌بندي مواد غذايي و پزشكي كه آلودگي‌هاي موجود در ادوات تجهيزات آن موجب وارد آمدن زيان‌هاي هنگفت مي‌شود شده است.

فيلم‌هاي نازك حاوي نقره اولين گزينه‌هاي انتخابي براي اين منظور هستند. نقره به عنوان يكي از قديمي‌ترين عوامل ميكروب‌كش شناخته شده‌ است. يون‌هاي نقره عامل بازدارنده‌اي در برابر آنزيم‌هاي باكتري‌ها دارند و همچنين باعث جلوگيري از اتصال باكتري‌ها به DNA مي‌شوند. نقره به صورت كاملاً مؤثر عليه باكتري‌ها،‌ قارچ‌ها و ويروس‌هاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

دكتر Vladimir Zaporojtchenko عضو هيأت علمي دانشگاه Kiel آلمان مي‌گويد: ما فرآيند جديدي را براي رسوب لايه نازك روي سطح ابداع كرديم كه سطح را در برابر رشد باكتري‌ها مصون نگه مي‌دارد، اين فيلم نازك نانوكامپوزيتي داراي ذرات نقره درون يك ماتريكس فلوئوروپليمري مي‌باشد.

با رسوب خوشه‌هاي طلا درون لايه نازك، خاصيت ميكروب‌كشي نقره به شدت افزايش يافت. كارايي بالاي يون‌هاي نقره موجود در اين پوشش را مي‌توان به تركيب خوشه‌هاي نقره با خوشه‌هاي نجيب طلا نسبت داد.

تاكنون محصولات مبتني بر نقره جهت جلوگيري از نفوذ باكتري‌ها مدنظر بوده‌اند.

هر چند گاهي نتايج به دست آمده نااميد كننده يا كاملاً موفق بوده است. به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، يون‌هاي نقره رايج مانند نيترات نقره در محيط‌هاي سيال زيستي به دليل تشكيل كمپكس‌هاي غيرفعال زيستي سريعاً غيرفعال مي‌شوند.

روش‌هاي ديگر مانند بارورسازي نقره در حجم توده‌يي، موجب ناكارامدي استفاده از ذرات نقره بارورشده گران‌قيمت مي‌شود و از طرفي به دليل پراكندگي زياد مواد در حجم بالا كارآيي خاصيت ميكروب‌كشي آن كاهش مي‌يابد، در نتيجه مقادير زيادي از نقره بدون استفاده مي‌ماند. اين محققان توانستند با اين روش پوشش‌هاي كامپوزيتي نازك با ضخامت‌هاي مختلف به دست آورند.

 

[a.jaberzadeh]

ساخت بال‌هاي پروانه در ابعاد نانو

ساخت بال‌هاي پروانه در ابعاد نانو

تيمي تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا و دانشگاه مادريد فناوري نويني را به‌‌منظور شبيه‌‌سازي برخي ساختارهاي زيستي مثل بال‌‌هاي پروانه در مقياس نانو توسعه داده‌‌اند که در توليد ساختارهاي فعال نوري مانند ديفيوزرهاي نوري موجود در صفحات خورشيدي کاربرد دارند.

رنگ‌‌هاي حشرات و جلوه‌‌ي رنگين‌‌کماني آنها و يا توانايي آنها در ايجاد جلاي فلزي، بستگي به ساختارهاي فتونيک بسيار نازک در ابعاد نانو را دارد که در ذات آنها موجود است.

دانشمندان بر روي اين ساختارهاي زيستي تمرکز کرده‌‌اند تا ابزاري را توسعه دهند که ويژگي‌‌هاي انتشار نور را داشته باشند.

رائول مارتين پالما از دانشگاه مادريد مي‌‌گويد: «اين فناوري، در موسسه تحقيقات مواد دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا توسعه يافته و با کمک اين فناوري، مي‌‌توان نوعي ساختارهاي زيستي را در مقياس نانو توليد کرد.»

اين محققان، صفحات زيستي کيتيني بسيار نازک و پهني را ساخته‌‌اند؛ اين نانوساختارها مشابه بال‌‌هاي پروانه هستند. ظاهر اين ضمائم بيش از آنکه با رنگدانه‌‌هاي موجود در بال‌‌هاي پروانه (که رنگ شيميايي را ظاهر مي‌‌کند) مرتبط باشند، با ساختار نانومتريک متناوب (که تعيين‌‌کننده‌‌ي رنگ فيزيکي است) مرتبط هستند.

براي خلق يک ماده‌‌ي زيستي جديد، تيم تحقيقاتي فوق، از ترکيباتي با پايه‌‌ي ژرمانيوم، سلنيوم و استيبيوم (GeSeSb) و از نوعي فناوري بنام (Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR ـ که ترکيبي از تبخير حرارتي و گردش سوبسترايي با فشار پايين است ـ استفاده کردند، همچنين از ايمرسيون در يک محلول اسيد فسفريک براي حل نمودن کيتين استفاده کردند (کيتين ماده‌‌اي است که در اسکلت بيروني حشرات و بندپايان وجود دارد).

روش‌‌هاي مرسوم براي شبيه‌‌سازي ساختارهاي زيستي هنگامي که بخواهيم مشابه‌‌سازي را در مقياس نانو انجام دهيم، محدوديت بسياري دارد و اغلب به ساختارهاي زيستي آسيب مي‌رساند؛ زيرا در محيطي خورنده و يا در دماي بالا استفاده مي‌‌شوند.

در فناوري جديد، به‌طور کلي اين مشکل حل شده؛ چرا که در دماي اتاق و بدون نياز به مواد سمي استفاده مي‌‌شود.

مارتين پالما مي‌‌گويد: «ساختارهاي شبيه‌‌سازي‌‌شده از روي بال پروانه، مي‌‌تواند براي توليد انواع متنوعي از ساختارهاي فعال نوري مثل ديفيوزرهاي نوري و يا پوشش صفحات خورشيدي با هدف رسيدن به ماکزيمم جذب نور خورشيد استفاده شود.»

علاوه بر اين، فناوري مذکور در شبيه‌‌سازي ديگر ساختارهاي زيستي مانند صفحات اسکلتي نوعي سوسک و يا چشم مرکب زنبور و مگس نيز استفاده شود.

چشم‌‌هاي مرکب برخي از حشرات به‌‌دليل تصاوير بزرگ و زاويه‌‌داري که توليد مي‌‌کنند، کاربردهاي زيادي دارند. توسعه‌ي دوربين‌‌هاي مينياتوري و حسگرهاي نوري به کمک اين فناوري نيز امکان نصب آنها در قطعات کوچک در اتومبيل‌‌ها، موبايل‌ها و نمايشگرها را فراهم خواهد آورد.

 

[a.jaberzadeh]

بررسي ميزان كارايي نانو ذرات نقره در كنترل فوزاريم عامل پژمردگي عدس به روش آزمايشگاهي و گلخانه اي

بررسي ميزان كارايي نانو ذرات نقره در كنترل فوزاريم عامل پژمردگي عدس به روش آزمايشگاهي و گلخانه اي

بيماري پژمردگي آوندي عدس از بيماري هاي اصلي و خسارتزا عدس محسوب مي شود.همزمان با استفاده از ارقام مقاوم مبارزات شيميايي نيز صورت مي گيرد.سم پاشي با استفاده از سموم رايج علرغم كنترل نسبي بيماري و كاهش خسارت .باعث ايجاد مقاوت در قارچ نيز مي شود.از طرفي با پيشرفت علوم مختلف و كاركادهاي آن در مبارزه با عوامل كاهش توليد كيفي و كمي محصولات كشاورزي ، در اين طرح تلاش داريم كه با استفاده از يكي از محصولات علم نانو تكنولوژي كه توليد دست توانمند پژوهشگران داخلي كشور مي باشد(نانو ذرات نقره) آزمايشاتي تكميلي و دقيق را در مورد بررسي ميزان كارايي اين نانو ذرات در كنترل عامل بيماري پژمردگي فوزاريمي عدس(به عنوان يك قارچ خاكزاد) ، انجام دهيم.تا بتوانيم ارتباط بين اختلاف دوز هاي موثر در آزمايشگاه و گلخانه را بررسي كرده و نتايج را جهت فرمولاسيون موثر و كاربردي پيشنهاد كنيم.(آزمايش مربوط به آزمون تعيين دوز موثر را با توجه به شرايطي كه كشاورزها در مزرعه از اين ماده استفاده مي كنند انجام مي دهيم لذا روش اضافه كردن به آب آبياري Chimigation را اتخاذ مي كنيم ).
گياه مورد نظر را عدس انتخاب كرديم تا چنانچه قصد بررسي سرنوشت نانو ذرات در خاك و تاثير احتمالي آن برميكرو ارگانيسم هاي مفيد خاك بخصوص تثبيت كننده هاي ازت كه با ريشه گياهان خانواده لگومينوز (عدس ،لوبيا ،باقلا،نخود...) همزيستي دارند در طرح هاي مطالعاتي آتي كه توسط پژوهشگران در جهت تعريف جنبه هاي مختلف كاربرد اولين آفت كش گياهي كشور انجام مي شود. بتوانيم اطلاعتي مفيد تهيه كرده باشيم.
از آنجا كه براي صادرات نانو سيد به كشورهاي ديگر بايد به جنبه هاي مختلف كاربرد توجه كرد. لذا پيشنهاد مي شود كه طرح ها به صورت هدفمند و سلسله اي توسط شركت پيگيري شود تا اطلاعات لازم براي دست رسي به استاندردهاي جهاني يك آفت كش گياهي را در اختيار داشته باشيم و بتوانيم در آينده نه چندان دور شاهد صادرات دست آورد پژوهشگران ايراني به عنوان يك آفت كش گياهي مبتني بر دانش نانو تكنولوژي باشيم.
در راستاي طرح پيشنهاد شده و هدف هاي مذكور چند طرح ديگر را در زمينه بيماري هاي گياهي پيشنهاد مي كنيم تا هم اين طرح ازنتايج آن بهره ببرد و هم ايده اي باشد براي پژوهشگراني كه قصد استفاده از نانو درات نقره به عنوان آفت كش گياهي را دارند. كه شامل 1- تاثير نانو سيد بر نماتد مولد گره در گياه عدس 2-كنترل برق زدگي باقلا (به عنوان يك قارچ هوازاد)با نانو سيد3-تاثير نانو نقره بر باكتري هاله اي لوبيا 4-تاثير نانو نقره بر ويروس موزاييك لوبيا.5-انجام يكسري از آزمايشات بر روي كارايي نانو سيد در كنترل پاتوژن هاي بذر زاد باكتريايي،قارچي، ويروسي
نتايجي كه در قالب طرح هاي خاكشناسي، زراعت ، زيست شناسي ، كشت بافت ،بيوتكنولوژي شيمي و بيو شيمي بدست مي آيد براي بحث در مورد چگونگي كاربرد نانو سيد در كنترل بيماري هاي گياهي ضروري است.

 

[زهرا فرشید]

نانو سید چیه؟
گلم ممنون از مطالبت فقط یه لطفی میکنی فونتشو بزرگتر کنی؟
ممنونم

​

 

[فوژان]

سلام من تازه عضو باشگاه شدم و اصلا نمیدونم چی به چیه.ولی همیشه نانو واسم سوال بوده.میشه در مورد کاربردش در زراعت توضیح بیشتری بدین؟

 

[a.jaberzadeh]

سلام فوژان عزیز.
در مورد کاربرد نانو در زراعت در پستهای قبلی توضیحاتی دادم.همانطور که گفتم کاربرد های زیادی داره.در زراعت در باغبانی در ماشین الات...اگه کار بر روی گیاه خاصی مد نظرتون هست یا کاربرد های تخصصی تر در زراعت بگین خوشحال می شم کمکتون کنم.

 

[a.jaberzadeh]

کاربردهای نانو در زراعت :
- کشاورزی دقیق (خاص مکانی)
بطور کلی کشاورزی‌ دقیق یک نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص می شود که هر قسمت کوچک از مزرعه به چه میزان عناصر غذائی و سم نیاز دارد و بدین وسیله از آلودگی‌ محیط زیست جلوگیری‌کرده ، سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی‌ راممکن می سازد.
نانو سنسور ها می توانند با کنترل دقیق وگزارش دهی به موقع نیاز های گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات سیستم را در نگهداری محصولات یاری نماید.
- ایجاد گلخانه‌های کم‌هزینه‌تر با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر در برابر رطوبت
ساختارهای نانویی می توانند گلخانه هایی در حجم کم اما انبوه پدید آورند که تقریباً با اندازه ای برابر ۱۰ درصد کل مزارع زیر کشت در حال حاضر ، می توانند جمعیت کنونی جهان را تغذیه نمایند. در این صورت میلیونها هکتار از زمین های کشاورزی به محیط های طبیعی برای سکونت حیوانات در سراسر جهان باز گردانده می شوند .
کاربردهای نانو در اصلاح نباتات :
- انتقال ژن های مورد نظر به سلول های گیاهی با استفاده از نانومواد
در این روش از سامانه ی رسانش نانوذرات طلای پوشیده با DNA یا RNA بداخل سلول استفاده می شود.
- ساخت ابزارهای جدید برای بیولوژی سلولی و مولکولی
این ابزار ها جهت تعیین مولکول‌های خاص ، شناسایی و جداسازی آن ها استفاده می شوند و کاربری بسیاری دارند که از این بین می توان به موارد زیر اشاره کرد ؛
تکنولوژی و علم تولید مثل ، اصلاح نژاد حیوانات و گیاهان ، تبدیل ضایعات به انرژی و محصولات جانبی مفید و علم و تکنولوژی کودسازی
- اصلاح بذور به شیوه اتمی
کاربردهای نانو در تولید سموم و کود های موثر و کم خطر :
ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی از قبیل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان ، آن را در معرض انواع بیماری های استنشاقی قرار می دهد ، تحولات نانوفناوری ، با افزایش میزان سوددهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی ، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند.
- تولید سموم و کودهای شیمیایی با استفاده از نانوذرات و نانوکپسول ها
این نسل از سموم و کود ها قابلیت رهایش کنترل شده یا تاخیری ، جذب و تاثیرگذاری بیشتر و سازگاری با محیط زیست را دارا هستند.
- تولید کریستالهای نانویی جهت افزایش کارایی استفاده از آفت‌کش‌ها
استفاده از کریستالهای نانویی امکان کاربرد آفت‌کش‌ها با دُز های کمتر را فراهم می آورد و این یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکیبات خطرناک به طبیعت.
-تولید نانوکودها (Nanofertilizers)
این ترکیبات نانویی به سرعت و به صورت کامل جذب گیاه شده و به خوبی نیازها و کمبود های غذایی آن را مرتفع می سازد.
کاربردهای نانو در گیاه پزشکی :
- کنترل فعالیت های اجزای سلولی گیاهان بدون آسیب رسانی به آنها
شیوه های کنونی برای بررسی سلول ها بسیار ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در سلول اتفاق می افتد ناگریزند سلول ها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانهای موجود در آن از بین می رود. پیشرفت های نانوفناوری بطور خاص مطالعات بنیادی زیست شناسی را تقویت خواهد کرد.
محققان امیدوارند در آینده ای نه چندان دور با استفاده از نانوفناوری موفق شوند فعالیت اجزای هر سلول را تحت کنترل خود در آورند.
هم اکنون گام های بلندی در این زمینه برداشته شده ، به عنوان نمونه دانشمندان میتوانند فعالیت پروتئین ها و مولکول D.N.A را در درون سلول کنترل کنند.
به کمک نانوفناوری روش جدیدی برای بررسی بیان ژن و آنالیز mR.N.A سلولهای زنده بدون مرگ یا تخریب آنها با استفاده از میکروسکوب نیروی اتمی AFM ارائه شده است.
- حسگرهای هوشمند و سیستم‌های حمل هوشمند
به منظور ردیابی و مبارزه ی سریع و مفید با ویروس‌ها و سایر عوامل بیماریزا گیاهی به کار می روند.
- تیمار مولکولی بیماریها، ردیابی سریع بیماریها، افزایش توانمندی گیاهان برای جذب مواد مورد نیاز
● کاربردهای نانو در تصفیه ی آب و ادوات آبیاری:
- نمک زدایی و تصفیه ی اقتصادی تر آبها جهت شرب و کشاورزی
سازمان ملل پیش بینی کرده که در سال ۲۰۲۵ میلادی ، ۴۸ کشور جهان (معادل ۳۲% جمعیت جهان) دچار کمبود آب آشامیدنی و کشاورزی می شوند، تخلیص و نمک زدایی آب به کمک نانوفناوری از زمینه های مورد توجه در دفاع پیشگیرانه و امنیت زیست محیطی است.
سامانه های نانویی طراحی شده می توانند آب دریا را با صرف انرژی ۱۰ برابر کمتر از دستگاه اسمز معکوس، و ۱۰۰ برابر کمتر از دستگاه تقطیر،نمک زدایی کنند.
استقاده از نانو ذرات و نانو*****ها امکان تصفیه و بهسازی آب را با سرعت و دقت بیشتر فراهم می کند همچنین استفاده از نانو *****ها در حذف آلودگیهای میکروبی آب (Bioremediation) کاربری گسترده ای دارد.

 

[a.jaberzadeh]

کاربردهای نانو در حوزه علوم دامی
استفاده از نانوذرات نقره (نانوسیلورها) در افزایش بهداشت دام و جایگاههای پرورش دام و طیور
نانوذرات نقره به عنوان ضدعفونی کننده قوی ( ضد یاکتری و ضد میکروب ) مطرح بوده و با توجه به پایداری آنها و عدم مصرف این ذرات (عدم نیاز به تهیه مجدد) استفاده از آنها در ضدعفونی کردن جایگاههای نگهداری دام و طیور کاربرد گسترده ای یافته است.
استفاده از نانو*****ها به منظور فرآوری محصولات لبنی
در فرآوری محصولات لبنی، استفاده از *****ها بسیار مرسوم است. نانو*****ها، امکان عبور انتخابی ذرات خاص را فراهم آورده و از این رو فرآوری مورد نظر را ممکن می سازند.
استفاده از نانوکپسولها بعنوان پوششی برای آنزیمهای خوراکی و داروهای دامی
با توجه به کاربرد برخی آنزیمها و پروتئین های خاص در جیره های دام و طیور که بمنظور افزایش عملکرد و تاثیر در بافتی مشخص استفاده می شوند و معمولا در دستگاه گوارش بخوبی جذب نمی شوند، لذا استفاده از نانوکپسولها برای پوشش دار کردن و محافظت از آنها تا رسیدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.
ـ استفاده از نانوحسگرها در بخشهای مختلف سیستمهای پرورش دام و طیور و شناسایی انفرادی دامها
ـ استفاده از نانوحسگرها و نانوبیوحسگرها در ماشین‌های شیردوشی
ـ شتاب تحقیقاتی در اصلاح نژاد انواع دام ، طیور و آبزیان مؤثر
ـ تولید خوراک‌های غیربیولوژیک و داروهای دامی
ـ نانو واکسیناسیون DNA با استفاده از نانوکپسول‌ها و روش‌های التراسوند
کاربردهای نانو در حوزه صنایع غذایی
استفاده از نانو*****اسیون در صنایع غذایی به منظور تشخیص متابولیت های کنترل کیفی و تشخیص عوامل بیماریزا و تحولی اساسی در بسته بندی مواد غذایی و انبارداری
بهسازی ثبات مواد غذایی
این روش برای ترکیبات خاص فعال مثل طعم ها که با سایر ترکیبات مواد غذایی واکنش می دهند استفاده می شود و به این مواد عمر ماندگاری بالاتری می دهند
ـ حفاظت در برابر اکسیداسیون مواد غذایی
ـ تولید غذاهای مولکولی توسط رباط ها با سه عنصر اصلی اکسیژن، کربن و هیدروژن
کاربردهای نانو در حوزه ماشین آلات کشاورزی
ـ کاربرد در پوششهای بدنه ادوات و ماشینها و ابزارهای کشاورزی و حتی شیشه ها برای افزایش در برابر خوردگی و سائیدگی و انعکاس امواج ماوراء بنفش
ـ تولید قطعات مکانیکی مستحکم تر با استفاده از نانوروکش ها و استفاده از بیوحسگرها در ماشین آلات هوشمند جهت مبارزه مکانیکی – شیمیایی با علف های هرز
ـ بهینه سازی میزان و شکل سموم مصرفی و وسایل سم پاشی
ـ تولید روکش های نانویی یاتاقانها برای کاهش اصطکاک
ـ تولید قطعات مختلف موتورماشینهای کشاورزی مقاوم به ساییدگی، خوردگی ، حرارت و کاهش اصطکاک
ـ استفاده از آنها در تولید سوختهای جایگزین و آلودگی کمتر محیط زیست
تا کنون محصولات مختلف نانویی در دنیا تولید شده و برخی از آنها به شکل تجاری در دسترس قرار گرفته است .
از جمله کارهای صورت گرفته در نانوتکنولوژی سبز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده تایلند از این فناوری به منظور تولید نوع جدیدی از برنج (بی تفاوت نسبت به طول شب ، پاکوتاه و معطر ) و ابریشم ( ضد آب و با قدرت جذب کمتر گرد و غبار )
تولید نوعی نانوبرنج توسط شرکت نانورایس ایتالیا که ۲ برابر وزن خود آب جذب می کند .

 

[a.jaberzadeh]

Application of anatase TiO2 sol derived from peroxotitannic acid in crop plant diseases control and growth regulation

Application of anatase TiO2 sol derived from peroxotitannic acid in crop plant diseases control and growth regulation

Synthetic germicides have been widely used to control crop diseases. But they caused many problems such as environmental pollution and food safety issues. It has consequently become necessary to develop alternative methods for the control of crop diseases. The environmental friendly TiO2 photo-catalyst as nanobiomaterials has potential for agricultural application because of its photocatalytic disinfection and photobiological effects. Our group recently conducted some experimental researches on biological effects of TiO2 Synthetic germicides have been widely used to control crop diseases. But they caused many problems such as environmental pollution and food safety issues. It has consequently become necessary to develop alternative methods for the control of crop diseases. The environmental friendly TiO2 photo-catalyst as nanobiomaterials has potential for agricultural application because of its photocatalytic disinfection and photobiological effects. Our group recently conducted some experimental researches on biological effects of TiO2 nano-particles in crop production. The preliminary results showed that TiO2 photocatalyst has significant effects in preventing crop fungal/bacteria diseases and promoting photosynthesis [1-3]. But the suspension of TiO2 nano-particles has low adhesion to plant leaves and therefore is difficult to fully perform their biological effects. This paper reported preparation and characterization of TiO2 sol, and its biological effects on the control of plant diseases and growth regulation. TiO2 sol was synthesized by Ichinose method from peroxotitannic acid solution, which is a neutral, viscous aqueous colloid of TiO2 with size of 10-50nm and 1.6% content of TiO2. XRD result showed that the crystal form of TiO2 nano-particles was anatase. Field experiment showed the TiO2 sol can form well-spread, transparent and sticky layer of TiO2 photocatalyst on the surface of plant, which could prevent plant from pathogens infection and improve photosynthetic performance. These results indicated that the nano-TiO2 sol can be developed as a kind of environmental-friendly plant germicide and growth regulator.​

 

[a.jaberzadeh]

Influence of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach

Influence of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach

Previous research showed that nano-TiO2 could significantly promote photosynthesis and greatly improve growth of spinach, but, we also speculated that an increase of spinach growth by nano-TiO2 treatment might be closely related to the change of nitrogen metabolism. The effects of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach were studied by treating them with nano-anatase TiO2. The results showed that, nano-anatase TiO2 treatment could obviously increase the activities of nitrate reductase, glutamate dehydrogenase, glutamine synthase, and glutamic-pyruvic transaminase during the growing stage. Nano-anatase TiO2 treatment could also promote spinach to absorb nitrate, accelerate, inorganic nitrogen (such as NO 3 t- −N and NH 4 + −N) to be translated into organic nitrogen (such as protein and chlorophyll), and enhance the fresh weight and dry weights.

 

[ژرمیناسه]

واقعا ممنون

واقعا ممنون

ممنون از اطلاعاتتون.اگه مطالبی هم درباره پژمردگی آوندی عدس دارید برام بفرستید ممنون میشم یا کسی که بتونه کمکم کنه معرفی کنید.

 

[a.jaberzadeh]

سلام دوست عزیز.پژمردگی آوندی عدس رو با استفاده از نانو ذرات نقره کار می کنند. در چه زمینه میخوان کار کنید بگین تا بیشتر کمکتون کنم.

 

[سعیده راد]

کاربرد نانو در از بین بردن آفات و بیماری های گیاهی رو از قلم انداختین.

 

[سعیده راد]

فناوري نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند .تا به حال کاربردهاي متعددي از فناوري نانو در کشاورزي ، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است.
رابطه ميان فناوري نانو وعلوم کشاورزي در زمينه هاي زير قابل بررسي است :
1- نياز به امنيت در کشاورزي و سيستم هاي تغذيه اي
2- ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيشگيري و درمان بيماريهاي گياهي
3- خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات بيولوژي و سلولي
4- بازيافت ضايعات حاصل از محصولات کشاورزي

از بين تدابير موجود در مديريت آفات کشاورزي استفاده از آفت کش ها و سموم سريعترين و ارزان ترين روش براي واکنش به يک وضيت اضطراري است .



روش هاي کنترل زيستي در حال حاضر بسيار هزينه بر هستند . در اين روش ها کنترل آفت از طريق يکي از دشمنان طبيعي آن آفت صورت مي گيرد . امروزه مصرف بي رويه آفت کش ها مشکلات زيادي را ايجاد کرده اند اين مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ايجاد مسموميت هاي حاد يا بيماري هاي مزمن ) ، تاثير اين مواد بر حشرات گرده افشان و حيوانات اهلي مزارع و همچنين ورود اين مواد به آب و خاک و تاثير مستقيم وغير مستقيم آن در اين نظام هاي زيستي مي باشد .


مصرف بي رويه آفت کش ها محصولات کشاورزي را نيز به منبع ذخيره سم تبديل مي کند

مهمترين سوال در زمينه استفاده از آفت کش ها اين است که :چقدر از اين سموم استفاده کنيم ؟



استفاده از داروهاي (سموم) هوشمند در ابعاد نانو مي تواند راه حل مناسبي باشد . اين داروها که قابليت حرکت در گياه را دارند در بسته هايي که حاوي نشاني خاصي هستند قرار ميگيرند .برچسب نشاني يک کد مولکولي است که بر روي بسته نصب شده و به بسته اجازه ميدهد که به بخشي از گياه که مورد حمله عامل بيماري يا آفت قرار گرفته تحويل داده شود . اين ناقلين در ابعاد نانو همچنين داراي خود تنظيمي نيز مي باشند به اين معني که دارو فقط به ميزان لازم به بافت گياهي تحويل داده مي شود .
دقت در رديابي بافت هدف و ميزان اندک اما موثر دارو باعث مي شود استفاده از سموم در کشاورزي به حداقل برسد .
همه ما ميدانيم که پيشگيري بر درمان مقدم است . بيماري هاي گياهي نيز از روي علائمي مانند تغيير رنگ يا تغيير شکل اندام ها شناسايي مي شوند ولي مسئله اينجاست که اين علائم مدتها پس از ورود عامل بيماري به بافت گياه بروز پيدا مي کنند به همين خاطر با سريعترين اقدام ها براي جلوگيري از شيوع بيماري باز هم مقداري از محصول از بين مي رود . در نتيجه نياز به ابزاري که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدايي ورود عامل بيماري، آن را کنترل و مهار کرد بسيار ضروري به نظر ميرسد.
نانو حسگرهاي زيستي ابزارهايي هستند که که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند.


تصوير ورود يک نانوحسگر زيستي به درون يک سلول

اين حسگرها شامل ترکيبات زيستي مانند يک سلول ، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به يک مبدل انرژي هستند و قادرند که تغييرات ايجاد شده در مولکول هاي اطراف خود را گزارش دهند . اين گزارش ها توسط سيگنالهايي که مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميکند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند . ارزيابي حضور آلاينده ها در محيط توسط حسگرها در چند دقيقه ميسر است اما با استفاده از روش هاي رايج حداقل 48 ساعت زمان براي تشخيص نياز است .
استفاده از نانوحسگرهاي زيستي در بسته هاي غذايي نيز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذايي مي توانند هشدار دهنده باشند .



از ديگر کاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي ايجاد پلاستيک هاي جديد در صنعت بسته بندي مواد غذايي است . در توليد اين پلاستيک ها از فناوري نانو ذرات استفاده شده است . اکسيژن مسئله سازترين عامل در بسته بندي مواد غذايي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و همچنين تغيير رنگ آنها ميشود . در اين پلاستيک جديد نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدي مانع از نفوذ اکسيژن مي شوند .
به بيان ديگر مسيري که گاز بايد براي ورود به بسته طي کند طولاني مي شود . به همين خاطر مواد غذايي در اين بسته ها تازگي خود را بيشتر حفظ مي کنند .

با طولاني کردن مسير حرکت مولکولهاي اکسيژن، مواد غذايي ديرتر فاسد مي شوند.

فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي ، شيميايي و فيزيکي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات کشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 % الياف به ضايعات تبديل مي شوند . در دانشگاه کرنل در آمريکا روشي تحت عنوان «ريسندگي الکتريکي» ابداع شده که با استفاده از اين روش از ضايعات پنبه محصولاتي مانند کلافهاي پنبه و نخ البته با کيفيت پايين تر توليد ميکنند . دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانو فيبرها از سلولز که 90% الياف پنبه را تشکيل مي دهد استفاده کرده اند و اليافي کمتر از 100 نانومتر توليد کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الياف فعلي است .



يکي از کاربردهايي که براي اين الياف ريز سلولزي بيان شده جذب آفت کش ها و کودهاي شيميايي از محيط براي جلوگيري از ورود آنها به اکوسيستم و رها کردن مجدد اين مواد در محيط در مواقع مورد نياز است .

از ديگر محصولات فناوري نانو ، نانو کاتاليزورها هستند که قابليت تبديل روغن هاي گياهي به سوخت را جهت ايجاد منابع جديد انرژي دارند .

پيشرفت در زمينه علوم گياهي ، کشاورزي و صنايع غذايي رابطه مستقيمي با پيشرفت در تحقيقات زيست شناسي سلولي و مولکولي دارد . توليد ابزارهاي جديد تحول شگرفي در تحقيقات سلولي و مولکولي ايجاد کرده است . امروزه ميکروسکوپ هايي که قابليت ايجاد مشاهده در مقياس نانو را دارند در توسعه علوم زيستي نقش مهمي را ايفا مي کنند.

 

[soroush_66]

فناوری نانو و صنايع غذايی

فناوری نانو و صنايع غذايی

یکی از مهم ترین بخشهای صنعت تمام کشورها که با امنیت غذایی در ارتباط است صنایع غذایی می باشد.با کمبود منابع غذایی و افزایش جمعیت، توسعه این بخش از صنعت ضروری به نظر می رسد. استفاده از فناوری های نوین در این بخش رویکرد جدیدی است که بسار مورد توجه قرار می گیرد.کشور ما یکی از بزرگترین واردکننده های محصولات غذایی است و اگر امروز به فکر تولید و فرآوری غذانباشیم هر روز بر میزان واردات محصولات غذایی افزوده می شود. همگرایی فناوری نانو و علم غذا منجر به بروز قابلیت های فراوانی می شود که همین امر باعث شده است که حدود 200 شرکت بزرگ در سراسر دنیا در این زمینه سرمایه گذاری کلان نموده و محصولاتی نیز به بازار عرضه کنند.گذشته از محصولات ارائه شده با توجه به پتانسیل فوق العاده کاربرد فناوری نانو در صنایع غذایی انتظارمیرود طی دو دهه آینده انقلاب بزرگی درزمینه صنایع غذایی و کشاورزی پدید آید به گونه ای که اثرات آن بسیار فراتر از کشاورزی مکانیزه و انقلاب سبز GREEN REVOLUTION خواهد بود. همینک اصطلاح نانو غذا،به غذاهایی اطلاق نمی شود که مستقیما از روشهای فناوری نانو به دست آمده اند،امادر آینده اتفاقات زیادی رخ خواهد داد، مثلا ممکن است روزی نانو ماشینهایی تولید شود که توانایی تولیدمولکول به مولکول غذاهارا داشته باشند ، همچنان که ساینتیفیکامعتقد است ساخت مولکولی و طراحی مواد به صورت اتم به اتم درزمینه غذا بعد از سال 2012 محقق خواهد شد.شرکت های بزرگ صنایع غذایی و دولت ها درصدد هستندحوزه کاربردی فناوری نانو در صنایع غذایی را به کمک دانشمندان صنایع غذایی مشخص کنند و از آن در جهت رفع نیازها استفاده نمایند. کشور مانیز ناگزیر بایستی به این عرصه وارد گردد.این مقاله به طور اجمالی اشاره ای به کاربردهای فناوری در صنایع غذایی و بازار نانو محصولات غذایی خواهد داشت. کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی حوزه های مختلف کاربردی فناوری نانو در غذا و صنایع غذایی را می توان به شش دسته ی زیر تقسیم بندی نمود.* نگهداری غذا * سلامت غذا *تولید غذا * حمل مواد مغذی *بهبود طعم و رنگ * بسته بندی *پردازش غذا * تشخیص عوامل مضر نگهداری غذا فناوری نانو از سه طریق می تواند درنگهداری مواد غذایی موثر واقع شود.
ضد عفونی و ضد میکروب نمودن سطوح:
فناوری نانو با جابه جا کردن سطح پوشش مواد می تواند تقریبا از ورود میکروارگانیسم یا میکروب به غذاجلوگیری کند. میکروب کشها با نانو ذرات و نانو قطراتی مانند روغنهای گیاهی دوستدارمحیط زیست بوده وبرای سلامت انسان بی ضرر هستند.
حفاظت آنتی اکسیدان ها :
نگهداری آنتی اکسیدان های حساس مانند ویتامین های KEDEA ، اسید چرب امگا 3 ، B کاروتن همواره یک عامل کلیدی در حفظ غذا بوده است. استفاده از نانو حفره ها می تواند از خراب شدن چنین مواد بی ثباتی در طول فرایند و در زمان انبارش جلوگیری کند.
کنترل فعالیت آنزیمها :
فناوری نانو در شناسایی و طراحی ساختمان آنزیم ها کاربرد مهمی دارد. فناوری نانو توانایی کنترل متابولیسم آنزیمها توسط تغییر در ساختمان و افزودن دیگر ذرات فعال را دارد. بنابراین می توان فعالیتهای آنزیمها را از این طریق تحت کنترل در اورد.
* تولید غذا
کاربرد فناوری نانو در زمینه تولید غذا می تواند از یک طرف در صنعت کشاورزی و از طرف دیگر در ابداع راههای جدید برای تولید غذا که دیگر به شرایط طبیعی وابسته نباشد ، مورد اهمیت قرار گیرد. عمده این کارهاعبارتند از :
آنالیز و شناسایی محصولات کشاورزی: چیپ ها یا نانو سنسورها می توانند آفت ، آنتی بیوتیک ها و ورژن های مختلف را دقیقا تشخیص دهند.
تولید غذاهای GM :باکی بال های قالب ریزی شده با اطلاعات ژنتیکی می توانند ژنها و عناصر را به نقاط مطلوب حمل کنند.
تولید آفت کش / دارو و حمل آنها:
مانند زمینه دارویی در انسان ، نانو ذرات و نانو کپسولها در بهبود اثر دارو کمک خواهند کرد و اثرات جالبی راکاهش می دهند.
سنتز و تولید غذا :
آرایش بسیار ریز افزودنیهای غذایی می تواند گروههای جدید غذایی را باسنتز مواد تغذیه ای مورد نیاز ، طعم دهی ترکیبات و پیوند آنزیمها با هم تولید کند. این روش باعث کاهش زیاد وابستگی صنایع غذایی به محیط زیست طبیعی شده و به عنوان یک ایده ی متفاوت در این زمینه بدون نیاز به ملزومات غذای طبیعی به خدمت در خواهد آمد.
* بسته بندی
چشم اندازهای مالی فناوری نانو، صنایع بسته بندی را پر رونق نشان می دهد. سهم بازار این صنعت در حال حاضر1/1 میلیارد دلار است و پیش بینی می شود تا سال 2010 به7/3 میلیارد دلار برسد. در این قسمت به منظور اطلاع از محصولات تجاری و تحقیقاتی که در این حوزه صورت گرفته مثال های آورده می شود :
Bayer Poly mer شرکت کیسه ای پلاستیکی با نام2601 -DURETHANKU2تولید کرده است که از محصولات موجود در بازار سبک تر و محکمتر است. همچنین مقاومت بیشتری در برابر گرما از خود نشان می دهد. هدف اولیه از تولید پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی ، جلوگیری از خشک شدن محتویات آنها ومحافظت در مقابل رطوبت و اکسیژن است . پوشش جدید غنی از نانو ذرات سیلیکات است. این نانو ذرات تا حدزیادی از نفوذ اکسیژن و گازهای دیگرو رطوبت جلوگیری می کند و فساد غذایی را به تعویق می اندازد. شرکت افشانه AGRO MICROMتشخیص دهنده نانوبیولومینسانس راساخته که شامل پروتئین لومینسانت است.در این طرح افشانه سطح Salmonella میکروب هایی مانندراپوشانده و از خود نوری , Ecoliساطع می کند و به این روش فسادمواد غذایی تشخیص داده می شود.
این شرکت امیدوار است بتواند محصول مورد نظر را با نام Biomark وارد بازار کند. در حال حاضر این شرکت در حال ساخت افشانه هایی با روش های جدید است تا بتواند ازآنها در حمل و نقل دریایی استفاده کند. در راهبرد مشابه برای اطمینان از سلامت مواد غذایی،محققان اتحادیه از GOOD FOOD اروپا در پروژه نانو حسگرهای قابل حمل برای یافتن مواد شیمیایی مضر،پاتوژن ها و سمها در موادغذایی استفاده می کنند.همچنین این پروژه،درحال توسعه به کارگیری زیست تراشه های DNA
برای کشف پاتوژن هاست.این روش می تواند در تشخیص باکتری های مضر و متفاوت در گوشت یا ماهی و یا قارچ های میوه موثر باشد. این پروژه در نظر دارد با گسترش میکروحسگرهای رشته ای ،بتواند آفت کش های میوه وسبزیجات را به همان خوبی که شرایط محیطی کشتزارها را کنترل می کندتشخیص دهد.
* پردازش غذا
طعم ها و رنگ های دلخواه برای رسانش عامل های تغذیه ای دلخواه تصفیه ی روغن سرخ کردنی ) بااستفاده از مواد نانوسرامیکی ( برای پیشگیری از پلیمریزاسیون حرارتی روغن و کاهش بوهای نامطبوع.
* حمل مواد مغذی چربی های قابل حل در آب
تهیه نانو ذرات برخی از عناصر عاملی مانند ) کارتنوئیدها ، فیتو استرول وآنتی اکسیدان ( به منظور پخش بهتردر آب یا در آب میوه ها برای جذب بهتراستفاده از ماسیل های کوچک ) نانوکپسول ها (به عنوان حاملان روغنهای حیاتی ، طعم دهنده ها ، آنتی اکسیدانت ها ، کوآنزیم Q10 ،ویتامینها و موادمعدنی برای جذب بهتر و سریعتر آنها
کاربرد نانو کپسوله های لیپوزومی برای کپسوله کردن و حمل موادمغذی وترکیبات عامل داری نظیر پروتئین ها آنزیم ها ، طعم دهنده ها و ترکیبات ضدمیکروبی
*تشخیص عوامل مضر
قرار دادن نانوحسگرها در خط تولیدو تضمین تولید غذاهای فاقد آلودگی
تولید حسگرهای خیلی کوچ سیلیکونی برای تشخیص سریع ویروسها ، باکتری ها و دیگر پاتوژنها استفاده از نانو ذرات نقره درمحصولات مختلف برای مثال یخچالها برای از بین بردن باکتری ها و سایر میکروب ها
توسعه ی هدفمند سنتز DNA با استفاده از پروب های کددار رنگی که به عنوان یک نانو بارکد ، تشخیص پاتوژن های غذایی را مقدور می سازند.
*محصولات موجود در دنیا
همینک شاهد نوعی از محصولات غذایی برپایه فناوری نانو در بازارهستیم که در مقایسه با محصولات دیگری که با استفاده از فناوری نانو فرآوری شده اند ناچیز است.ولی با توجه به کارایی آنها وتاثیرات فناوری نانو در آنها در آینده شاهد حضور دسته ی بزرگی از این محصولات در بازار خواهیم بود. درذیل برخی از محصولات کنونی موجوددر بازار دنیا شمرده می شود
بسته بندی هوشمند غذایی که خروج اکسیژن یا غذا را از درون بسته بندی هشدار می دهد.
یخچال های که ویژگی ضدباکتری دارند و در آنها از نانو سیلور به منظوراز بین بردن باکتری استفاده شده است.
کره های سیلیکای نانو مقیاس پر شده با مولکول های فلورسانت به منظور استفاده در بسته بندی توسعه یافته اند که می توانند حضور باکتری Ecoli0157را تشخیص دهند.سطوح کره ها با آنتی بادی هایی پوشیده شده اند که به دنبال آنتی ژن های موجود برروی سطح باکتری Ecoli می گردنندوپس از برخورد به آن کره ها می درخشند و در نتیجه رنگ بسته بندی تغییر می کند.
***** شیر و جابه جایی لاکتوز آن با مولکول های قند دیگر
روغن های خوراکی تازه و محلول درآب با حضور ذرات نانو سرامیکی درآنها*محصولاتی که در آینده ی نزدیک به بازار خواهند آمد


آدامس تمیز کننده ی دندان
قاشق چنگال های خود تمیز شونده) آلودگی سطح با کمک فناوری نانو تجزیه و از بین می روند که این مساله هم اکنون در حال استفاده در زمینه ی شیشه های صنعتی است.(نانو پوشش هایی که طول عمرغذاها را بسیار بیشتراز قبل افزایش می دهند.
بسته بندی هایی که اکسیژن راجذب و با این کار عمر محصول راافزایش می دهند.
توسعه ی حسگرهای نانو مقیاس برای ردگیری سموم و باکتری ها درفرآیندها یا عرصه های غذایی ، ازنانوحسگرها و نانو تراشه ها به عنوان نانو *****ها استفاده می شود.
تولید دارو در قالب غذا و شکلات برای تسهیل استفاده و افزایش کارایی دارو ها در قالب غذا نوشیدنی های قابل برنامه ریزی با ایجاد رنگ و طعم و ویژگی های دلخواه
*بازار نانو غذا
همینک می توان محصولات غذایی فرآوری شده را با استفاده از فناوری نانو در فروشگاه های بین المللی مشاهده کرد. طبق گزارش شرکت Helmut Kaiser بازار نانو غذا از7 میلیارد دلار در سال 2006 به 4/20 میلیارد دلار در سال 2010 خواهدرسید که در این میان آمریکا پیشتازبوده و بعد از آن ژاپن و چین در رتبه های بعدی قرار دارند.
*محرک ها و چالش های رشد و توسعه ی نانو غذا
پیشرفت چشمگیر نانوغذا درآینده، بسیاری از مشکلات رودرروی جهان کنونی را افزایش خواهد داد.ساینتیفیکا چالش ها و محرکهای کاربردهای فناوری نانودر صنعت غذا را به صورت زیر بررسی کرده است :
- بیماری های کنونی مربوط به غذا که به وسیله نانو غذاها حل خواهد شد.
نیازمندی های سبک های مختلف زندگی که غذاهای عامل دار بسیارمتفاوت با وضعیت کنونی غذا در دنیارا می طلبد.
- جمعیت زیاد سالخورده و نیازمندیهای آنها
- جهانی شدن ارتباطات و افزایش آگاهی مردم و در نتیجه ارتقا وگسترش تقاضا در زمینه ی غذا
* جنبه های مختلف مورد نیازدر بررسی نانو غذاها برای توسعه ی استاندارد ، کنترل و قوانین وایمنی
- بررسی شمول محدوده ی اندازه ی نانو غذاها- بررسی نوع دستگاهها وروش های اندازه گیری مورد استفاده در آنالیز
- بررسی پردازش اندازه گیری حدود ذره در مواد خام اولیه ، مواد واسطه ،محصولات نهایی یا مواد در هر مرحله
- ویژگی های فیزیکی و شیمیایی
- بررسی تبدیل مواد غذایی نانومقیاس به مونومرهای قابل جذب وقابل متابولیسم
- بررسی نحوه پایداری گرمایی ،مکانیکی ، PHمواد نانو مقیاس
-بررسی به جا ماندن ترکیبات خطرناک بعد از فرآیندهای پردازش
- بررسی قابلیت سلامت و اثرات محیطی مواد نانو مقیاس ، حتی اگرموادماکرو و میکرو مقیاس مشابه آنهابرای استفاده تایید شده باشند.
- بررسی و تشخیص جنبه های مربوط به ماندگاری ، انباشتگی ، پس زدگی مواد نانو مقیاس در بدن.

منبع: ماهنامه استاندارد

​

 

[a.jaberzadeh]

استفاده از نانوالیاف برای کنترل سموم

استفاده از نانوالیاف برای کنترل سموم

به گزارش خبرگزاری فارس، پژوهشگران دانشگاه کرنل برای جلوگیری از پراکنده
شدن سموم کشاورزی توسط آب و باد و ایجاد خطرات زیست‌محیطی، یک راه‌حل
ابداع کرده‌اند: قرار دادن سموم به روش کپسوله‌کردن آن‌ها در نانوالیاف‌های تخریب‌پذیر زیستی که موجب حفظ و نگهداری سموم تا زمان مصرف شده و هدر رفتن آن را در اثر پراکنده‌شدن یا شسته‌شدن از کنار گیاهان کاهش
می‌دهد.
چونهای زیانگ، دستیار پژوهشی که بر روی این فناوری جدید مطالعه می‌کند، می‌گوید: فناوری ما موجب کاهش مقدار سموم مصرفی شده و لذا برای محیط‌ زیست خوب است. تمام مواد تخریب‌پذیر زیستی بوده و از منابع
تجدید‌پذیر تأمین شده‌اند. فناوری جدید همچنین موجب افزایش ماندگاری مؤثر سموم شده و امنیت درکاربردها را بهبود می‌بخشد. هنگامی که الیاف به طریق زیستی تخریب شوند، مواد شیمیایی به آرامی در خاک آزاد می‌شوند. وی می‌گوید: از آنجا که موادشیمیایی حفاظت شده‌اند، در اثر قرار گرفتن در معرض هوا و آب، تخریب نمی‌شوند. همچنین مواد شیمیایی تا جائیکه لازم است نگهداری شده و اجازه داده‌می‌شوند که در طول زمان آزاد شوند.
این سیستم رهاسازی با الکتروریسندگی محلول‌های سلولز، سم و PLA(پلیمری که از نشاسته ذرت بدست می‌آید) ساخته می‌شود. زیانگ در تلاش‌های اولیه، رهاسازی موادشیمیایی را در مدت زمان ۱۶ هفته در آزمایشگاه اندازه‌گیری کرد. نانوالیاف‌های مجزا می‌توانند معادل ۵۰% از وزن خود را از مواد شیمیایی کشاورزی نگهداری کنند. نتایج نشان داد که مواد شیمیایی در مدت زمان چهار ماهه به تدریج آزاد شده و سرعت آزادسازی نیز می‌تواند با تغییر ترکیب نانوالیاف، تنظیم شود. گروه حشره‌شناسی استاد میخائیل هافمن برای فهمیدن اینکه آیا سموم آزادشده با این روش حقیقتاً می‌توانند عمل کند، در مربع‌های ۴*۴ میلیمتری از الیاف حاوی سم، دانه جوانه زده لوبیا را کشت داده و در گلخانه‌هایی در فضای آزاد پرورش دادند. سموم آزادشده از درون الیاف، بطور مؤثری موجب کنترل رشد شفیره حشرات در گیاه لوبیا می‌شود.​

 

[a.jaberzadeh]

کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی

کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی

فناوری نانو هیچ زمینه علمی را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزی نیز از این قاعده جدا نیستند .تا به حال کاربردهای متعددی از فناوری نانو در کشاورزی ، صنایع غذایی و علوم دامی مطرح شده است.

رابطه میان فناوری نانو وعلوم کشاورزی در زمینه های زیر قابل بررسی است :
​

1- نیاز به امنیت در کشاورزی و سیستم های تغذیه ای
2- ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری و درمان بیماریهای گیاهی
3- خلق وسایل جدید برای پیشرفت در تحقیقات بیولوژی و سلولی
4- بازیافت ضایعات حاصل از محصولات کشاورزی
​

از بین تدابیر موجود در مدیریت آفات کشاورزی استفاده از آفت کش ها و سموم سریعترین و ارزان ترین روش برای واکنش به یک وضیت اضطراری است .

روش های کنترل زیستی در حال حاضر بسیار هزینه بر هستند . در این روش ها کنترل آفت از طریق یکی از دشمنان طبیعی آن آفت صورت می گیرد . امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن ) ، تاثیر این مواد بر حشرات گرده افشان و حیوانات اهلی مزارع و همچنین ورود این مواد به آب و خاک و تاثیر مستقیم وغیر مستقیم آن در این نظام های زیستی می باشد .

مصرف بی رویه آفت کش ها محصولات کشاورزی را نیز به منبع ذخیره سم تبدیل می کند​

مهمترین سوال در زمینه استفاده از آفت کش ها این است که :چقدر از این سموم استفاده کنیم ؟

استفاده از داروهای (سموم) هوشمند در ابعاد نانو می تواند راه حل مناسبی باشد . این داروها که قابلیت حرکت در گیاه را دارند در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار میگیرند .برچسب نشانی یک کد مولکولی است که بر روی بسته نصب شده و به بسته اجازه میدهد که به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود . این ناقلین در ابعاد نانو همچنین دارای خود تنظیمی نیز می باشند به این معنی که دارو فقط به میزان لازم به بافت گیاهی تحویل داده می شود .
دقت در ردیابی بافت هدف و میزان اندک اما موثر دارو باعث می شود استفاده از سموم در کشاورزی به حداقل برسد .
همه ما میدانیم که پیشگیری بر درمان مقدم است . بیماری های گیاهی نیز از روی علائمی مانند تغییر رنگ یا تغییر شکل اندام ها شناسایی می شوند ولی مسئله اینجاست که این علائم مدتها پس از ورود عامل بیماری به بافت گیاه بروز پیدا می کنند به همین خاطر با سریعترین اقدام ها برای جلوگیری از شیوع بیماری باز هم مقداری از محصول از بین می رود . در نتیجه نیاز به ابزاری که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدایی ورود عامل بیماری، آن را کنترل و مهار کرد بسیار ضروری به نظر میرسد.
نانو حسگرهای زیستی ابزارهایی هستند که که از تلفیق ابزارهای شیمیایی ، فیزیکی و زیستی بدست آمده اند.

تصویر ورود یک نانوحسگر زیستی به درون یک سلول​

این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول ، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستند و قادرند که تغییرات ایجاد شده در مولکول های اطراف خود را گزارش دهند . این گزارش ها توسط سیگنالهایی که مبدل انرژی به تناسب با مقدار آلودگی تولید میکند دریافت می شوند. بنابراین اگر تجمع زیادی از عامل بیماری در اطراف این حسگرها وجود داشته باشد سیگنال های قوی فرستاده می شوند . ارزیابی حضور آلاینده ها در محیط توسط حسگرها در چند دقیقه میسر است اما با استفاده از روش های رایج حداقل 48 ساعت زمان برای تشخیص نیاز است .
استفاده از نانوحسگرهای زیستی در بسته های غذایی نیز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذایی می توانند هشدار دهنده باشند .

از دیگر کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید در صنعت بسته بندی مواد غذایی است . در تولید این پلاستیک ها از فناوری نانو ذرات استفاده شده است . اکسیژن مسئله سازترین عامل در بسته بندی مواد غذایی است زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و همچنین تغییر رنگ آنها میشود . در این پلاستیک جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی مانع از نفوذ اکسیژن می شوند .
به بیان دیگر مسیری که گاز باید برای ورود به بسته طی کند طولانی می شود . به همین خاطر مواد غذایی در این بسته ها تازگی خود را بیشتر حفظ می کنند .

با طولانی کردن مسیر حرکت مولکولهای اکسیژن، مواد غذایی دیرتر فاسد می شوند.​

فناوری نانو با استفاده از فرایندهای طبیعی زیستی ، شیمیایی و فیزیکی در بازیافت مواد باقیمانده از محصولات کشاورزی و تبدیل آنها به انرژی و یا مواد شیمیایی صنعتی نیز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا تولید پارچه بیش از 25 % الیاف به ضایعات تبدیل می شوند . در دانشگاه کرنل در آمریکا روشی تحت عنوان «ریسندگی الکتریکی» ابداع شده که با استفاده از این روش از ضایعات پنبه محصولاتی مانند کلافهای پنبه و نخ البته با کیفیت پایین تر تولید میکنند . دانشمندان علوم پلیمر از این روش برای تولید نانو فیبرها از سلولز که 90% الیاف پنبه را تشکیل می دهد استفاده کرده اند و الیافی کمتر از 100 نانومتر تولید کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الیاف فعلی است .

یکی از کاربردهایی که برای این الیاف ریز سلولزی بیان شده جذب آفت کش ها و کودهای شیمیایی از محیط برای جلوگیری از ورود آنها به اکوسیستم و رها کردن مجدد این مواد در محیط در مواقع مورد نیاز است .


از دیگر محصولات فناوری نانو ، نانو کاتالیزورها هستند که قابلیت تبدیل روغن های گیاهی به سوخت را جهت ایجاد منابع جدید انرژی دارند .


پیشرفت در زمینه علوم گیاهی ، کشاورزی و صنایع غذایی رابطه مستقیمی با پیشرفت در تحقیقات زیست شناسی سلولی و مولکولی دارد . تولید ابزارهای جدید تحول شگرفی در تحقیقات سلولی و مولکولی ایجاد کرده است . امروزه میکروسکوپ هایی که قابلیت ایجاد مشاهده در مقیاس نانو را دارند در توسعه علوم زیستی نقش مهمی را ایفا می کنند.

 

[a.jaberzadeh]

افزایش قدرت جوانه زنی و رشد گیاهچه های گوجه فرنگی مقاله ی اول) اثر نانولوله های کربنی(CNTs )

افزایش قدرت جوانه زنی و رشد گیاهچه های گوجه فرنگی مقاله ی اول) اثر نانولوله های کربنی(CNTs )

هنگامی که از نانوتیوبهای کربنی صحبت می شود، اغلب ذهن انسانها به سمت پانل های خورشیدی و علوم فیزیکی می رود. با این حال امروزه نانولوله های کربنی می توانند به عنوان یک عامل ارزنده و مفید در کشاورزی و پرورش گیاهان موثر واقع شوند. نانولوله های کربنی مولکول هایی هستند که از استوانه های کربنی با خواص ویژه ساخته شده اند و در طیف وسیعی از علوم کاربردی مورد استفاده هستند. قطر این نانو لوله ها 50000 بار کوچکتر از عرض موی انسان است. دو نوع اصلی از این نانولوله وجود دارند که شامل نانولوله های تک جداری و چند جداری می باشند. دانشمندان دانشگاه آرکانساس بیان نمودند که نانولوله های کربنی می توانند در تیمار با بذرهای برخی از گیاهان از جمله گوجه فرنگی سبب القای زود هنگام جوانه زنی بذر آنها شوند. نانولوله های کربنی مورد استفاده در این مطالعه با استفاده از ترکیب دو ماده Fe-Co/Caco3 با نسبت وزن 95 :5/2: 5/2 به عنوان کاتالیزور با استیلن( منبع کربن) در دمای 720 درجه سانتیگراد تولید شدند. برای مطالعه ی این تحقیق، بذر های گوجه فرنگی در محیط کشت استریل MS (موراشیک و اسکوگ) به همراه غلظت های مختلف 10، 20 و 40 میکروگرم در میلیمتر از CNTs قرار گرفتند. همچنین بذر های گیاهان شاهد در محیط کشتی جدا و بدون CNTs کشت شدند. محققین بعد از کشت بذر های گوجه فرنگی و گذشت سه روز مشاهده نمودند که بذرهای گوجه فرنگی تیمار شده با CNTs شروع به جوانه زنی کردند. اما بذرهای گیاهان شاهد تغییری زیادی نشان ندادند. قدرت و قوه ی جوانه زنی بذرهای تیمار شده با CNTs در روزهای بعد نیز به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرد. درصد جوانه زنی بذرهای شاهد بعد از 12 و 20 روز به ترتیب برابر 32% و 71% بود. بطوریکه این میزان در بذرهای تیمارشده با CNTs در روزهای 12 و 20 برابر 82% و 90% بود. و این نشانگر این موضوع می باشد که هم قوه جوانه زنی و هم قدرت جوانه زنی افزایش چشمگیری داشته اند.( نکته: قوه ی جوانه زنی یعنی درصد بذرهای جوانه زده در یک زمان مشخص و قدرت جوانه زنی به معنای سرعت جوانه زنی می باشد که نشانگر توان و نیروی بذر است). مخصوصاً در روزهای اول جوانه زنی مشاهده می شود که با استفاده از تیمارهای CNTs بعد از 12 روز پس کاشت، 82% بذرها جوانه زده اند. یعنی با استفاده از CNTs در روز دوازدهم، بذرها بیش از دو برابر نسبت به گیاهان عادی جوانه زنی داشته اند. این بدین معناست که نانوتیوبهای کربنی قدرت جوانه زنی بذرها را تا دو برابر افزایش می دهند و این امر یعنی یک شگفتی بزرگ که یک عامل بیرونی بتواند باعث القای جوانه زنی بذرها تا این اندازه گردد. نتیجه ای که حتی با اصلاح ارقام و انتقال ژن های برتر به گیاه میزبان هم قابل دستیابی نخواهد بود. همچنین در این تحقیق مشخص شد که وزن تر گیاهچه های حاصل( برگ، ساقه و ریشه) از تیمار با CNTs افزایش 2.5 برابر نسبت به گیاهچه های شاهد داشتند. ولی در طول ریشه دو گروه از گیاهان اختلافی مشاهده نشد و شاید دلیلش این باشد که صفت طول ریشه تحت تاثیر این چنین فاکتورهای القایی قرار نمی گیرد و عوامل ارثی و ژنتیکی عامل تغییرات آن خواهند بود.
چگونگی فعالیت و اثر گذاری نانولوله های کربنی بر جوانه زنی بذرها: همانطور که می دانید بذرهای بالغ بسیار خشک هستند و آب بسیار کمی در بافتهای خود دارند. پتانسیل آب درون این بذرها بسیار منفی است و گاهی اوقات به 100- بار می رسد. این پتانسیل منفی بذرها باعث می شود که مکانیزم جذب آب با کمترین میزان آب ممکن فعال شود. و محققین چنین بیان می کنند که نحوه ی فعالیت و اثرگذاری CNTs برروی فعالیت و جذب آب جنین بذر می باشد. پژوهشگران با استفاده از تکنیک های تصویر برداری بزرگنمایی TEM و طیف سنجی نشان دادند که نانوتیوبهای کربنی قادر به نفوذ در پوشش بذر هستند و می توانند در پوسته ی بذر جریان آب به سمت جنین را افزایش دهند. بطور کلی مکانیزمی که نانولوله های کربنی می تواند جذب آب به داخل بذر را افزایش دهند توسط محققین به دو صورت بیان شده است: 1- امکان دارد که نانو لوله های کربنی منافذ جدید ریزی را در پوشش بذر بوجود آورند و باعث افزایش تعداد مسیرهای انتقال آب شوند. 2- نظریه دوم بیان می کند که افزایش جذب آب می تواند در اثر فعال سازی و قدرت تنظیم کنندگی CNTs ها بر دریچه ها و کانال های انتقال آب موجود درون پوشش بذر ها باشد.( یعنی مسیرهای جدیدی ساخته نمی شوند و فقط کانال های غیرفعال احیا می شوند). بر اساس این چنین مطالعاتی محققین نتیجه گیری کردند که اثر CNTs بر جوانه زنی بذر می تواند از لحاظ اقتصادی برای کشاورزی، باغبانی، حفظ انرژی و تولید سوخت های زیستی بسیار با اهمیت باشد. اما مسئله و دغدغه ی مهم اینست که به علت جدید و نامعلوم بودن روابط این علوم و فناوری ها، پیامدها و اثرات آن بخوبی آشکار نیستند و بطور کامل مشخص نیست که اثرات سمی چنین موادی تا چه اندازه می باشد و آیا بطور قطع می توان بیان نمود که استفاده از این چنین ترکیباتی مشکلی را برای انسانها و سایر موجودات زنده بوجود نخواهد آورد؟ این سوالات و ابهامات امروزه در دست بررسی هستند و مطالعات و تحقیقات در این زمینه در جهان همچنان ادامه دارد.
منبع:
Mariya khodakovskaya., Dervishi.E., Mahmmod.M.,Yang xu., Li.Z., Watanabe.F and Alexandrus.B.Carbon nanotube are able to pentrate plant seed coat and dramatically affect seed germination and plant growth.ACS Nano.2009.

 

[a.jaberzadeh]

مقاله ی دوم) افزایش قدرت رشد گیاهچه های سیب زمینی توسط نانولوله های کربنی (CNTs

مقاله ی دوم) افزایش قدرت رشد گیاهچه های سیب زمینی توسط نانولوله های کربنی (CNTs

سیب زمینی یک گیاه هم خانواده ی گوجه فرنگی می باشد و در بسیاری از خصوصیات فیزیولوژیکی و مرفولوژیکی مشابه آن است. بطوریکه حتی از پیوند این دو گیاه با هم گیاه جدیدی بنام پوماتو بوجود آمده است. محققین دانشگاه آرکانساس با قرار دادن بذرهای جنسی سیب زمینی در معرض نانوذرات کربنی دریافتند که این ذرات میزان رشد و جذب آب در این گیاه را نسبت به بذرهای عادی دو برابر می کند. محققان با استفاده از نانوتیوبهای کربنی در کشت سیب زمینی یک قدم به توسعه ی نانو کشاورزی نزدیکتر شدند. به گفته ی دانشمندان زمانی که بذرهای سیب زمینی در معرض این نانوذرات قرار می گیرند، زودتر جوانه زده و سریعتر رشد می کنند. همچنین یکی دیگر از امتیازات این کار یکنواخت جوانه زنی بذرها در مزرعه می باشد. بدلیل عدم خلوص بذرهای مصرفی توسط کشاورزان، بذرهای کشت شده در زمین همگی یکزمان و بصورت یکنواخت جوانه نمی زنند و چندین روز اختلاف جوانه زنی دارند. این یکی از مشکلاتی است که تثبیت سریع گیاه مورد نظر در مزرعه را با مشکل مواجه می سازد. و این اختلاف جوانه زنی بذرها به همین جا ختم نمی شود و زمان برداشت را نیز با مشکلاتی مواجه می کند. هر چند که سیب زمینی اغلب بصورت غیرجنسی و توسط بذرهای غده ای کشت و کار می شود ولی بسیاری از اصلاح گران و بیوتکنولوژیست ها برای تحقیقات خود ناچار به استفاده از بذرهای جنسی هستند. و هر عاملی که بتواند اثرات متغیر عوامل محیطی را بر گیاهان کاهش دهد به آنها کمک بسیاری کرده است. لذا نانوتکنولوژی امروزه می تواند راهگشای برخی از مشکلات تحقیقاتی پژوهشگران باشد. محققین دانشگاه آرکانساس بذر سیب زمینی را با نانوذرات کربنی ترکیب کرده و دریافتند این نانوتیوبها به صورتی کاملاً قابل توجه برروی فعالیتهای بیولوژیکی بذر این گیاه تاثیر گذار بوده و میزان آبی را که به داخل گیاه نفوذ می کند را در طول دوره ی جوانه زنی افزایش می دهند. دانشمندان همچنین دریافتند این بذرهای آغشته شده به نانوذرات 6/57% از بخار آبی را که در معرض آن قرار دارند متراکم ی کنند در حالی که بذرهای عادی تنها قادر به تراکم کردن 9/38% از بخار آب هستند. همانطور که گفته شد بذرها دارای پتانسیل آب بسیار منفی هستند و همین عامل باعث زنده ماندن بذرها طی سالیان می شود و با دریافت کوچکترین رطوبتی بذرها شروع به جوانه زنی می کنند. یک عقیده بر این است که احتمال می دهد نانوذرات کربنی با نفوذ درون پوسته ی بذر سیب زمینی باعث کاهش پتانسیل آب از منفی به منفی تر می شوند و به محض مواجه شدن بذرها با مقدار کمی از رطوبت محیط، جذب آب و تورژسانس سلولی آغاز می گردد. این نظریه هنوز به طور قطع به اثبات نرسیده است ولی بیان این مطلب که بذرهای دارای آب بیشتر، قدرت و سرعت جوانه زنی کمتری دارند و دیرتر جوانه می زنند می تواند اثبات این نظریه را آسان تر سازد. بذرهایی که تحت این تیمارها آب جذب می کنند فعالیت فیزیولوژیکی شان زودتر آغاز می گردد. بدین صورت که با جذب آب به نقاط محوری جنین، ژن های مربوطه روشن شده و فعال سازی هورمونهای جوانه زنی و سنتز کننده از جمله جیبرلین ها و سایتوکینین ها آغاز می شود که مسئول تشکیل آنزیم های هیدرولیز کننده از جمله آلفا- آمیلاز و بتا- آمیلاز می باشند. این آنزیم ها مواد ذخیره ای درون آندوسپرم جنین که از نشاسته می باشد را به واحدهای کوچکتر قندهای 6 کربنه از جمله گلوکز و فروکتوز تبدیل می کند. مصرف این قندهای ساده توسط جنین باعث رشد لپه ها و ریشه چه و نهایتاً تشکیل گیاهچه می شود. حال هر عامل بیرونی که بتواند این مکانیزم را سرعت بخشد باعث رشد سریع و تثبیت قوی تر گیاهی در مزرعه خواهد شد. نانولوله های کربنی یکی از این فاکتورهای موثر هستند که چنین ویژگی دارند و می توانند سرعت جوانه زنی و بالطبع سرعت رشد گیاهچه ها را افزایش دهند. شاید برای برخی از خوانندگان چنین سوالی پیش آید که اهمیت زود جوانه زدن و رشد سریعتر گیاهچه ها در مزرعه چیست و چرا امروزه محققین و دانشمندان در پی انجام چنین آزمایشاتی هستند. همانطور که می دانید گیاهان همیشه در معرض تهاجم و حمله ی بسیاری از عوامل زنده و غیر زنده می باشند که از جمله آن ها می توان به علف های هرز، حشرات، بیماری ها، شرایط بد محیطی، جانوران و غیره اشاره نمود. تحت شرایطی که گیاهان در مزرعه زودتر شروع به جوانه زنی کنند و به اصطلاح استارت سریع تری داشته باشند، شانس بقا و غالب شدن آن ها بر رقبای محیطی شان بیشتر خواهد شد. یکی از مهمترین این مکانیزم ها تثبیت گیاهی در مزرعه است. همانطور که گفته شد نانوذرات کربنی می توانند سرعت رشد گیاهچه را به دو برابر افزایش دهند یعنی مدت زمانی را که گیاه برای رسیدن به آستانه ی اطمینان نیاز دارد را به نصف کاهش می دهند. آستانه ی اطمینان برای گیاهان زمانیست که یک گیاه واحد بتواند بر محیط خود غالب شود و قدرت رقابت با سایر گیاهان وحشی را داشته باشد. گیاهانی که رشد سریع تری دارند می توانند با گسترده تر کردن اندام های رویشی خود بر زمین اجازه رشد و جوانه زنی علف های هرز را بگیرند. علف های هرز نیز برای حیات نیازمند نور کافی هستند و تحت شرایطی که نتوانند نور کافی را برای فتوسنتز دریافت کنند رشد بطئی و بسیار کندی خواهند داشت و شرایط نا مساعد محیطی ادامه ی حیات را از آن ها خواهد گرفت. یکی از بزرگترین مشکلات کشاورزان امروزه معضل علف های هرز و مبارزه با آنها می باشد که به هیچ صورت امکان از بین بردن کامل آن ها وجود ندارد و فقط می توان با استفاده از مکانیزم ها و تدابیر علمی و پیشرفته آن ها را کنترل نمود. یک استارت قوی و یک جوانه زنی مناسب می تواند بسیاری از مشکلات مربوط به تولید را از بین ببرد. یکی از بزرگان علوم باغبانی ایران در این رابطه بحثی را مطرح کرده است که بیان می کند یک جوانه زنی مناسب از گیاهان در مزرعه، نیمی از عملکرد نهایی است. (دکتر عبدالکریم کاشی، استاد اصلاح و فیزیولوژی سبزی). یکی دیگر از اهمیت های خاص و ویژه ی استفاده از ترکیبات نانویی در افزایش قدرت جوانه زنی و کاهش زمان جوانه زنی گیاهان مربوط به هزینه هایی است که در تولید یک محصول وجود دارد و اجتناب ناپذیر است. در مناطق سردسیری جهان از جمله بیشتر کشورهای اروپایی، پرورش گیاهان بصورت کنترل شده و به اصطلاح گلخانه ای می باشد. و ایجاد یک شرایط مناسب برای گیاهانی که برای شروع فعالیت فیزیولوژیکی خود نیازمند دماهای بالا هستند درخور پرداخت هزینه هایی می باشد( مانند انواع فلفل ها، گوجه فرنگی، خیار و...). از جمله مهم ترین این هزینه ها می توان به هزینه های مربوط به سیستم های گرمایشی، سوخت های طبیعی، نیروهای کارگری و... اشاره نمود. حال اگر با استفاده از چنین فنآوری های جدیدی بتوان سرعت رشد گیاهان را افزایش و مدت زمان مورد نیاز برای بهره وری اقتصادی را کاهش داد، خود می تواند پیشرفت بزرگی در زمینه ی اقتصاد کشاورزی و حفظ انرژی، سوخت ها و منابع طبیعی موجود باشد. شاید برای بسیاری از افراد این کاهش هزینه ها عینی و محسوس نباشد ولی وقتی مجموعه ای چنین سیستم های مدرنی را در سطوح وسیع و در سطح تجاری اعمال نماید و نتایج آماری آنرا پس از چند سال محاسبه کند، به اختلافات ناشی از کاهش هزینه های مصرفی و افزایش چشمگیر راندمان و حفظ منابع و ذخایر سوختی این چنین سیستم هایی پی می برد. هر چند که استفاده از چنین سیستم هایی امروزه در سطوح وسیع قابل اجرا نخواهند بود ولی قطعاً چنین چشم اندازی را می توان به آینده داشت و مطمئن بود که این فنآوری ها روزی کاملاً بصورت تجاری و در سطح وسیع مورد استفاده ی بشر قرار خواهند گرفت. همانطور که در سالهای گذشته استفاده از سیستم های آبکشت (هیدروپونیک) خاص محققین و آزمایشگاهها ی تحقیقاتی بوده است اما امروزه مشاهده می کنیم که 100% کشورهای توسعه یافته از این روش و روش های پیشرفته تر برای کشت و پرورش گیاهان استفاده می کنند. نانوتکنولوژی در کشاورزی و باغبانی امروزه همانند کودکی است که در حال رشد، پرورش و آموزش می باشد و تا زمان بلوغ کامل این کودک مدت زمانی نمانده است. موفقیت و حرف اول و آخر در آینده از آن کشورهایی خواهد بود که امروزه در این زمینه و زمینه های مشابه تحقیق و پژوهش بیشتری داشته باشند. زیرا بشر ناخودآگاه و غیرارادی به سمتی در حرکت است که به آن نیاز دارد و اگر چنین فنآوری های جدیدی جایگزین روش های قدیمی و سنتی نشوند بطور قطع می توان بیان نمود که در آینده ای نزدیک بیش از نصف مردم کره ی زمین از گرسنگی و قحطی از بین خواهند رفت و کشورهایی که امروز از بذر این دانش و تکنولوژی در مزرعه ی خود نکارند، در آینده ی نزدیک گیاهی نخواهند داشت که محصول آنرا برداشت کنند، لذا محکوم به زوال و نابودی خواهند بود. به همین دلیل است که امروزه تمامیه کشورهای پیشرفته دنیا سرمایه گذاری های بسیار کلانی را در این راستا انجام داده اند و نتایج و اطلاعات حاصل از تحقیقات خود را محفوظ نگاه می دارند تا در آینده ای نه چندان دور بتوانند از آنها بصورت کاربردی و عملی استفاده کنند. این برنامه ریزی های کلان تا سال 2025 انجام گرفته است و دانشمندان علوم زیستی بیان کرده اند که اگر طی مدت 15 ساله آینده پیشرفتهای اساسی و جدی در زمینه ی علوم کشاورزی و تولید غذا انجام نگیرد، نیمی از مردم کره ی زمین از گرسنگی جان خود را از دست خواهند داد. حال شاید درک این موضوع برای ما آشکارتر شود که چرا دولتهای بزرگ دنیا چنین بودجه های کلانی را برای تحقیق و فعالیت های علمی مدرن اختصاص داده اند و اینکه چرا محققین و دانشمندان جهان به دنبال کشف و تولید گیاهان جدید و مقاوم با عملکرد های بالا هستند و اینکه چرا دانش علوم پس از برداشت به این اندازه در حال پیشرفت است که میزان ضایعات محصولات کشاورزی و غذایی را به حداقل کاهش دهند. جمعیت مردم جهان روز به روز در حال افزایش است، منابع و ذخایر طبیعی، زمین های کشاورزی بارور، جنگل ها و مراتع نیز روز به روز در حال کاهش هستند و همگی این مسائل باعث شده است ذهن جهانیان را به خود مشغول سازد که برای نجات جان بشر و موجودات زنده در آینده باید به دنبال کشف مواد جدید، گیاهان جدید و علوم جدید بود.

منابع:
1- کاشی، عبدالکریم.، 1388، درسنامه ی فیزیولوژی سبزی ها، دانشگاه تهران.
2-WWW.New Scientist.com
3-American chemical society.2009. Advance in Nano Agriculture.Tiny stuff has huge effect on plant growth.

 

[Dauglas]

تعريف نانومواد و نانوتكنولوژي

تعريف نانومواد و نانوتكنولوژي

[FONT=&quot]
[/FONT]​

[FONT=&quot]گرچه امروزه بخش اعظم تحقيقات مربوط به مواد را نانومواد بخود اختصاص داده است، ولي هنوز تعريف دقيق و مشخصي براي نانوتكنولوژي ارائه نشده است. در زير چند تعريف مختلف از محققان آورده شده است كه مؤيد اين موضوع است:[/FONT]​

[FONT=&quot]"توماس ديس"[1] مدير بخش فيزيك [/FONT]IBM[FONT=&quot] در مركز تحقيقات واتسن مي‌گويد:[/FONT]​

[FONT=&quot]«به نظر من همه چيز دربارة ساخت مواد به نانوتكنولوژي مي‌رسد. با توجه به رشد نانو در علوم مختلف از قبيل مهندسي پروتئين و نانوالكترونيك، لزوم ساخت مواد با دقت اتمي در مقياس صنعتي از ده‌ها سال پيش تابحال احساس مي‌شد». [/FONT]​

[FONT=&quot]"دق‌پار"[2] از محققين برتر مؤسسة صلح سبز در انگلستان مي‌گويد:[/FONT]​

[FONT=&quot]«يكي از روش‌هاي تعريف نانوتكنولوژي صحبت دربارة سايز و بُعد است. روش ديگر، بررسي آن از ديدگاه اقتصادي، تجاري و پديده‌هاي اجتماعي است. طرفداران اين علم معتقدند كه نانوتكنولوژي روش زندگي، كار و ارتباطات را متحول خواهد كرد. اگر توسعه و نفوذ اين علم در آينده بيشتر شود، امكان اينكه همة افراد راضي باشند وجود نداشته و سوالات و مباحث زيادي در پي خواهد داشت. از جمله اينكه: اين پيشرفت در چه مسيري خواهد بود؟ چه اثراتي خواهد داشت؟ تحت كنترل چه كساني؟ به نفع چه كسي(يا به ضرر چه كسي)؟ و... »[/FONT]​

[FONT=&quot]"پيتر بينكس"[3] مدير اجرايي نانوتكنولوژي در ائتلاف چهار سازمان تحقيقاتي است كه در مورد تجاري‌سازي نانوتكنولوژي تحقيق مي‌كنند. وي معتقد است:[/FONT]​

[FONT=&quot]«نانو محدود به يك محصول يا تكنولوژي خاص نبوده و مي‌تواند تكنولوژي‌هاي مختلفي را شامل گردد. ممكن است در دهه‌هاي آينده نانوتكنولوژي كاربرد عمومي نداشته و بخشي از خود علم گردد. در اين مورد نانوبيوتكنولوژي و نانومواد پيشرفت شگرفي داشته‌اند».[/FONT]​

[FONT=&quot]جكي‌ينگ[4] مدير اجرايي مؤسسة بيومهندسي و نانوتكنولوژي در سنگاپور و همچنين استاديار مهندسي شيمي در مؤسسة تكنولوژي ماساچوست است. وي مي‌گويد:[/FONT]​

[FONT=&quot]”به نظر من نانوتكنولوژي جعبه‌ابزاري است كه سازه‌هاي نانومتري را جهت ساخت مواد، ابزار و سيستم‌هاي جديد تهيه مي‌كند. در مقياس نانويي(كوچكتر از 100 نانومتر) مواد از لحاظ پديده‌هاي فيزيكي-شيميايي خواص وابسته به سايز و منحصر بفردي دارند».[/FONT]​

K.Eric[FONT=&quot] نويسندة « نانوسيستم‌ها و موتورهاي توليدي» و مشاور ارشد شركت [/FONT]nanorex[FONT=&quot] است.[/FONT]​

[FONT=&quot]وي مي‌گويد:[/FONT]​

[FONT=&quot]«علم نانو توسط سطح تعريف مي‌شود ولي به نظر من بررسي مواد در سطح اتمي بوده و خواص جديد مواد را مورد بررسي قرار مي‌دهد. علم نانو در مورد مواد كوچك با اثرات بزرگ مي‌باشد. ما بايستي خواصي از مواد را كشف كنيم كه در همة جنبه‌هاي زندگي روزانة ما مفيد باشند.»[/FONT]​

Elisabeth Schepers[FONT=&quot] كه در آموزشگاه تاريخ و موزة مونيخ مشغول بكار مي‌باشد، و اخيراً بر روي پروژه‌هاي نانوديالوگ‌هاي [/FONT]EV[FONT=&quot] كار مي‌كند، در توصيف علم نانو چنين اظهار مي‌دارد: «ممكن است به ويژگيهاي خاصي دست يابيم كه براي زندگي روزمرة ما سودمند باشند». كري موليز دارندة جايزة نوبل شيمي در سال 1993 براي اقدامات انجام داده در زمينة تكنيك‌هاي واكنشي زنجيره‌وار آنزيم پليمراز چنين پاسخ مي‌دهد:"نانوتكنولوژي كشف انجام گرفته ميان هر چيز بسيار كوچك مانند مولكول‌ها را نشان مي‌دهد كه قبلاً بصورت توده‌اي قابل دسترسي نبودند. شايان ذكر است كري موليز تحقيقات مستمري در زمينة روشهاي شيميايي جهت كنترل و هدايت واكنش‌هاي مقاومتي انجام داده است.[/FONT]​

[FONT=&quot]"چونلي باي[5]" نائب رئيس دانشكدة علوم و تحقيقات و مدير مركز ملي نانو تكنولوژي چين مي‌گويد: «تمايل به همگرا بودن و وجود نقاط مشترك در نانوتكنولوژي، امكان كنترل جامع اتم‌هاي منفرد يا مولكولها را فراهم مي‌سازد و در نهايت منجر به ايجاد توانايي بي‌نظيري جهت طراحي مواد مي‌گردد». "جان بلند[6]" استاد شيمي و رئيس مركز تحقيقات نانوساختارهاي انطباقي و نانوقطعات دانشگاه [/FONT]trin[FONT=&quot] دبلن در ايرلند چنين پاسخ مي‌دهد: «بررسي خواص سيستم‌هاي نانو بدون در نظر گرفتن تاثير عوامل محيطي مانند سطح، واكنش‌هاي جزء مورد عمل و تماس‌هاي الكتريكي و شيميايي مفهومي ندارد. اگرچه اين حساسيت چالشي براي فرايند مواد نانوئي محسوب مي‌گردد، اما پتانسيل بي نظير ترازهاي كنترل مواد و خواص ابزارها را نيز به دنبال دارد. پاسخ "روبرت لانگر"[7] استاد موسسة تكنولوژي ماسوچست، دريافت كنندة جايزة دراپر در سال 2002، عضو دانشكدة ملي مهندسي و علوم و استاد موسسة پزشكي به شرح زير است: «نانوتكنولوژي كار در ترازهاي اتمي، مولكولي و فرامولكولي است كه بمنظور درك ساخت مواد، ابزارها و سيستم‌هايي با خواص نوين و اساسي و ساختارهاي كوچك انجام مي‌شود». اخيراً دو شركت به نام‌هاي [/FONT]Oxonica[FONT=&quot] و [/FONT]Oxford[FONT=&quot] [/FONT]Biosensors[FONT=&quot] توسط "پيتر دابسن"[8] (از دانشگاه اكسفورد) راه اندازي شده‌اند كه از نانوتكنولوژي استفاده مي‌كنند. دابسن مي‌گويد: «قدمت نانوتكنولوژي به بيش از 100 سال مي‌رسد. [/FONT]Irving[FONT=&quot] [/FONT]Langmuir[FONT=&quot] اولين كسي بود كه در سالهاي 1920 و 1930 در آزمايشگاه‌هاي جنرال الكتريك به توسعة اين تكنولوژي پرداخت. هم اكنون علم نانو عنواني است كه به فعاليت‌هاي نوظهور ناشي از تكنولوژي پيشرفته جهت دستكاري، طراحي و ايجاد ساختارهاي اتمي و مولكولي داده مي‌شود. در سالهاي 1960 و 1970 از اين فعاليت‌ها با نام "علم سطح" ياد شد. در آيندة نزديك شاهد تغييرات نهايي در مواد جهت توليد و ذخيرة انرژي، بهبود و افزايش سلامت مواد آرايشي و بهداشتي، روش‌هاي بهداشتي نوين، پاك‌سازي آب و كنترل آلودگي خواهيم بود».[/FONT]​

[FONT=&quot]"سي.ان.رائو[9]" استاد تحقيقات ملي و رئيس افتخاري مركز جواهر نهرو در بنگالور هند مي‌گويد: «مي‌خواهم اطمينان حاصل كنم كه تمامي افراد بشر از مزاياي علم نانو بهره‌مند خواهند شد. اگرچه اين تحقيقات تنها به چند كشور و آزمايشگاه محدود مي‌شوند اما اميدوارم فقيرترين افراد نيز از نتايج بدست آمدة علم نانو بهره‌مند گردند». [/FONT]​

Mauro Ferrari[FONT=&quot] استاد دانشگاه تگزاس در رشتة پزشكي مولكولي، پزشك تجربي در مركز سرطان درماني [/FONT]M.D[FONT=&quot] آندرسون و مهندسي بيولوژي در دانشگاه رايس چنين بيان مي‌كند: «نگراني در مورد حد و مزرهاي "خودخدمتي" بايد كاهش يابد و بايد بدنبال بهره‌مندي تمامي افراد از تكنولوژي مورد نظر بود».[/FONT]​

[FONT=&quot]تعريف كاربردي نانوتكنولوژي عبارت است از: «توسعه و كاربرد ساختارها و ابزارهايي با خصوصيات سازمان‌يافته در مقياس‌هايي مابين مولكولهاي منفرد با اندازة حدود 100 نانومتري يا خصوصيات جديد كه با خصوصيات مواد حجيم قياس مي‌شوند». با وجود اينكه براي اولين بار در سال 1974 اصطلاح نانوتكنولوژي توسط "نوریو تانیگوچی[10]"[/FONT]٬[FONT=&quot] استاد دانشگاه علوم و تحقیقات توکیو برای توضیح در مورد تولید صحیح مواد با دامنة تغییرات نانومتری بکار برده شد، اما قدمت این ایده به حدود چندین قرن پيش می‌رسد. اين ايده اغلب به پروفسور ریچارد فرمن نسبت داده می شود كه در مقالة معروف خود تحت عنوان”درپایین[/FONT]٬[FONT=&quot] فضاي زیادی وجود دارد” در سال 1959 ارائه كرد. در اینجا آوردن چند سطر از این کنفرانس مشهور خالی از لطف نیست: [/FONT]​

[FONT=&quot]«مردم دربارة کوچک سازی و میزان پیشرفت امروزی آن با من صحبت می کنند(1959). آنها درمورد موتورهای الکتریکی حرف می‌زنند که اندازه‌شان به بزرگی ناخن انگشت می باشد. مردم می‌گویند در بازار ابزارهایی وجود دارد که به وسیلة آنها می‌توان دعای خداوند را بر روی یک سرسنجاق نوشت. اما اینها که وسایل مهمی نیستند و در واقع ابزارهایی ابتدائی جهت رسیدن به مسیر مورد بحث من بشمار می‌روند. مردم زمانیکه در سال 2000 به عقب نگاه کنند تعجب خواهند کرد. زیرا می‌بینند که این مسیر تا سال 1960 بطور جدی توسط کسی پیموده نشده بود. چرا ما نباید قادر به نوشتن تمام 24 دایره المعارف بریتانیایی بر روی سر یک سنجاق باشیم؟ و اينكه چگونه در سال 2000 پیشگویی آنها به واقعیت تبدیل می شود”.[/FONT]​

[FONT=&quot]با این وجود اکتشاف مجدد اصطلاح نانوتکنولوژی به درکسلر[11] نسبت داده می شود(1980). زیرا وی درسال 1986 درکتاب "موتور‌های تولید" با بکار بردن اصطلاح نانوسیستم ها به معنای ماشين‌های مولکولی، تولیدی و محاسبه ای به بسط اصطلاح فوق پرداخت. علی‌رغم این توضیحات و دیدگاه های مختلف مردم وجود یک تعریف کاربردی برای نانومواد و نانوتکنولوژی لازم به نظر می رسد. یکي از تعاریف قابل قبول برای این اصطلاح چنین میباشد: «طراحی، تولید وکابرد ساختارها، ابزارها و سیستم‌هاي کنترل شده از لحاظ اندازه و شکل در مقیاس نانومتری (مقیاس اتمی، مولکولی و میکرومولکولی) که منجر به ایجاد ساختارها، ابزارها و سیستم هایی گردد که خواص یا حداقل یک ویژگی جدید يا برتر داشته باشد».[/FONT]​

 

[mahshid89]

سلام میخواستم بدونم من که رشته ام خاک هم میتونم در ضمینه نانو کار کنم توی ارشد میتونم ادامه تحصیل بدم و برای من هم ایند داره یا نه؟ممنون

 

[tanha-s]

سلام.اطلاعاتتون خوب بود و استفاده کردم.اما میخوام بدونم میشه کار عملی در این رابطه انجام بدم؟چون خیلی علاقه دارم اما کسی نیست که راهنمایی کنه.لطفا شما راهنمایی کنید.

 

[tanha-s]

رشته من محیط زیسته و سال اخر کارشناسی هستم اما متاسفانه یا خوشبختانه بیشتر راجع به مباحث کشاورزی خوندیم و اطلاعات دارم.اگه میشه راهنماییم کنید.

 

[a.jaberzadeh]

سلام. مرسی. بله مبحث نانو در محیط زیست هم کاربرد های زیادی داره که تنوع کار با نانو ذرات برای حلوگیری از آلودگیهای زیست محیطی از کاربردی ترین مباحث هستش. شما می تونید با تحقیق در این زمینه و نوشتن مقاله برای مقاطع بالاتر تحصیلی استفاده کنید. اگه سوالی باشه من در خدمتم.

 

[عباس صلاحي]

جبار زاده عزيز سلام. من دكت صلاحي هستم.

جبار زاده عزيز سلام. من دكت صلاحي هستم.

فناوری نانو وکشاورزی
فناوري نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند .تا به حال کاربردهاي متعددي از فناوري نانو در کشاورزي ، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است.
رابطه ميان فناوري نانو وعلوم کشاورزي در زمينه هاي زير قابل بررسي است :
1- نياز به امنيت در کشاورزي و سيستم هاي تغذيه اي
2- ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيشگيري و درمان بيماريهاي گياهي
3- خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات بيولوژي و سلولي
4- بازيافت ضايعات حاصل از محصولات کشاورزي

ميخواهم يك پروژه تحقيقاتي روي كنترل نماتدهاي انگل گياهي با استفاده از نانو ذرات بنويسم. آيا در اين زمينه ميتوانيد كمك كنيد. تمايل دارم تركيباتي بجز نقره را مورد بررسي قرار دهم. من تاكنون بيش از 25 پروژه تحقيقاتي اجرا نموده ام اما اين اولين پروژه در مورد استفاده از نانو ذرات است. در ضمن چگونه ميتوان نانو ذرات را تهيه نمود و بجز نقره چه نانو ذراتي متوانند خاصيت ميكروب كشي در كشاورزي داشته باشند؟
ممنونم

 

[نارون]

سلام
ادرس تهیه مواد نانو را در مشهد و شیراز را دارم... البته جاهایی دیگر هم باید باشد در صورت نیاز اطلاع دهید
در مورد نماتد ها اطلاع ندارم
ولی نانو سیلیس در کنترل بیماری ها و سفیدک استفاده شده است

نانو سیلور بیشتر در پس از برداشت گل های بریدنی استفاده می شود.

 

[Eng.probe]

استفاده نانوتکنولوژی در کشاورزی

استفاده نانوتکنولوژی در کشاورزی

فناوری نانو به زبان ساده و کاربردهای آن در علوم کشاورزی
بسمه تعالیفناوری نانو به زبان ساده و کاربردهای آن در علوم کشاورزی پیشگفتارشايد بتوان گفت که تسخير کنندگان علم و فناوري آينده در سه گروه فناوري اطلاعات ، نانو فناوري و زيست فناوري خلاصه مي شود . دراين ميان قرار گيري مقادير حجم زيادي از اطلاعات در فضائي کوچک از ابعاد همگرائي نانو فناوري و فناوري اطلاعات مي باشد . از طرف ديگر در زيست فناوري و يا به عبارتي براي زيست شناسان نيز قرار گيري حجم زيادي از اطلاعات در يک فضاي بسيار کوچک موضوعي بسيار آشنا مي باشد .طور کلي از فناوري نانو بعنوانرنسانس فناوري و روان کننده جريان سرمايه گذاري ياد مي کنند. چرا که ورود محصولات متکي به اين فناوري جهشي بس عظيم در رفاه و کيفيت زندگي و توانائي دفاعي و زيست محيطي به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابه جائي هاي بزرگ اقتصادي خواهد شد . هم اکنون بخش هاي دولتي و خصوصي کشورهاي مختلف جهان شامل آمريکا, ژاپن, اتحاديه اروپا, چين, هند, تايوان, کره جنوبي, استراليا و روسيه در رقابتي تنگاتنگ بر سر کسب پيشتازي جهاني در لااقل يک حوزه از اين فناوري به سر مي برند. هم اکنون روي هم رفته حدود 30 کشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي برنامه ملي يا در حال تدوين آن هستند, و طي پنج سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه درامر فناوري نانو را به 5/3 برابر افزايش داده اند . تعریف فناوري نانو به طور کلی يك نانومتر يك هزارم ميكرون است و اگر بخواهيم احساس فيزيكي نسبت به آن داشته باشيم مي‌توان گفت كه يك نانومتر 80000/1 قطر موي انسان مي‌باشد . اما اين تعريف مقياس نانو، نمي تواند مقايسه درستي باشد. چرا که ضخامت موي انسان با توجه خصوصيات فردي هرانسان از چند ده ميكرومتر تا چند صدميكرومتر متغير مي‌باشد. بنابراين نياز به يك استاندارد براي بيان مفهوم مقياس نانو وجود دارد. در این راستا با ايجاد ارتباط ميان اندازه اتم‌ها و مقياس نانو مي‌توان يك نانومتر را راحت‌ترتصوركرد. بطور مثال ، يك نانومتر برابر قطر 10 اتم هيدروژن و يا 5 اتم سيلسيم مي‌باشد. درك اين موضوع براي افراد معمولي نيز راحت‌تر مي‌باشد. علي‌رغم اينكه درك اندازه يك اتم براي افراد غيرعلمي ساده نمي‌باشد، با اينحال اندازه دقيق اتم براي فهماندن اين مقياس زياد اهميت ندارد . در حالي که تعاريف گوناگونی براي فناوري نانو در مراجع مختلف وجود دارد ، اما موسسه پیشگامی آمریکا در فناوری نانو تعريفي را براي فناوري نانو ارائه داده که در برگيرنده هر سه تعريف احتمالی ذيل می باشد.1- توسعه فناوري و تحقيقات در سطوح اتمي ، مولکولي و يا ماکرومولکولي در مقياس اندازه اي 1 تا 100 نانومتر .2- خلق و استفاده از ساختارها ، ابزارها و سيستمهايي که به خاطر اندازه بسیار کوچک يا حد ميانه آنها، خواص و عملکرد نويني دارند .3- توانايي کنترل يا دستکاري در سطوح اتمي .بنابراین گرچه تعریفهای گوناگونی برای این واژه ارایه شده است . لیکن وجوه اشتراک تمامی آنها را می¬توان بصورت زیر خلاصه کرد که :فناوری نانو در بر گیرنده پژوهش ها و فناوری هایی است که درمقیاس 100-1 نانو متر یعنی مقیاس اتمی ، مولکولی و ابر مولکولی انجام می¬شود. این فعالیتها مشتمل بر شناسایی و کشف خواص بدیع و انحصاری این مواد بدلیل ابعاد کوچک آنها و نیز ساخت ابزارو دستگاههایی است که قابل بکارگیری در این محدوده می باشند. بنابراین دستکاری هوشمندانه و کنترل هدفمند مواد در مقیاس اتمی هدف عمده نانوفناوری تلقی می¬شود. از همين تعريف ساده بر ميآيد كه نانو تكنولوژي يك رشته جديد نيست بلكه رويكردي جديد درتمام رشته ها است . تاريخچه فناوري نانو نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست . شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست‌ها ایرانیان در دوره قبل از میلاد و یا شيشه‌گران قرون وسطايي بوده‌اند . در زمان قرون وسطايی براي ساخت شيشه‌هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي‌‌شده و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي‌آمده است. اين قبيل شيشه‌ها هم‌اكنون در بين شيشه‌هاي بسيار قديمي يافت مي‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در اين شيشه‌ها برپايه اين حقيقت استوار است كه خواص مواد در ابعاد نانو متفاوت از خواص آنها در ابعاد ميكرو مي‌باشد . يافتن نمونه های دیگری از کاربرد فناوری نانو بصورت استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست . رنگدانه‌هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه‌اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي‌شود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز در حدود nm 700 دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت تقريبا 14 به 1 است . حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است . اما به طور مشخص می توان گفت که نقطه شروع فناوری نانو به شکل امروزی انتشار مقاله‌اي دربارة قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده توسط ریچارد فاینمن در سال 1959 می باشد . بنابر این باوجود موفقیت ‌هايي كه توسط بسياري از محققین تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت.عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود . سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه 25000/1 ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي‌كردن اتم‌ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت . در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود.از آن زمان به بعد می توان رويدادهاي مهم تاريخي را که در شکل گيري فناوري و علم نانو تاثیر گذار بوده اند ، بصورت زیر بیان کرد :سال 1959 میلادی :بیان ایده ايده " فضاي زياد در سطوح پايين " جهت کار با مواد در مقياس نانو توسط فاینمنسال 1974 میلادی :بیان واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي سال 1977 میلادی :آغاز یک تصور کلی در زمینه مولولی ، فناوری نانو توسط دکتر كي اريك دركسلر سال 1981 میلادی :1) اختراع دستگاهی جهت جابجایی اتم ها توسط شرکت IBM 2) اختراع دستگاه Scanning Tunneling Microscopy (STM) توسط آزمایشگاه مرکز تحقیقات فیزیک دانشگاه لیدز انگلستان .سال 1985 میلادی :کشف ساختار جديدي از کربن buckyball ) C60) توسط Kroto يك تيم دردانشگاه Rice، Texas، توسط ریچارد اسمالی سال 1986 میلادی : 1) نگارش نخستین کتاب فناوری نانو توسط دکتر كي اريك دركسلر با عنوان : ورود به عصر فناوری نانو( ( Engines of Creation : The Coming Era of Nanotechnology 2 ) اختراع ميكرسكوپ نيروي اتمي ، [AFM] Atomic Force Microscope سال 1987 میلادی :1) آغاز برنامه مهندسی پروتئین ( پروتئومیکس ) در ایالات متحده آمریکا.2) برگذاری نخستین سمپوزیوم فناوری نانو در دانشگاه MIT ایالات متحده آمریکا سال 1988 میلادی :حدود 50 دانشجو از اول بهار به مدت 10 هفته دوره فناوری نانو و مهندسی اکتشافی را زیر نظر دکتر كي اريك دركسلر در دانشگاه استنفورد ایالات متحده آمریکا گذراندند سال 1990 میلادی :1) انتشار نخسین مقاله تخصصی فناوری نانو توسط کریس پترسون از انستیتو فیزیک انگلستان 2) آغاز سرمایه گذاری های استراتژیک ژاپن روی فناوری نانو .سال 1993 میلادی :1) اعطا نخستین جایزه ریچارد فایمن 2) تاسیس دفتر فناوری نانو در کاخ ریاست جمهوری ایالات متحده آمریکا3) ساخت مدرترین آزمایشگاه پژوهشی فناوری نانو در دانشگاه رایس ایالات متحده آمریکا سال 1994 میلادی :ارائه نخستین درس ″ کاربرد نانو سیستم ها در زمان حال ″توسط پرفسور اری رکوچادر دانشگاه کالیفرنیا جنوبی ایالات متحده آمریکا سال 1995 میلادی :بکار گیری کاربردهای نظامی فناوری نانو توسط ارتش ایالات متحده آمریکاسال 1996 میلادی :1) اعلام ارزش 250000 دلاری جایزه فاینمن 2) برپایی نخستین همایش اروپایی فناوری نانو در 10-11 آوریل درکپنهاگ دانمارک 3) برپایی نخستین کنفرانس کسب و کار ارتباطات بین المللی (IBC) با موضوع ″ معبر زیستی و کاربردهای جدید آن در زمینه مولکولی فناوری نانو ″ در 9-10 دسامبر در شهر سان دیوگو ایالات متحده آمریکا سال 1997 میلادی :1) تاسیس نخستین شرکت در زمینه تخصصی فناوری نانو به نام زیوکس (Zyvex) در شهر تگزاس ایالات متحده آمریکا 2) ساخت اولين نانو ترانزيستور توسط دکتر كي اريك دركسلر .سال 2005 میلادی:در یک نشست علمی فناوری نانو ، روکو (roco) اعلام میکند که به زودی شمار تحقیقات و پژوهشها روی مقوله نانوسیستم ها از مرز 300 پروژه خواهد گذشتسال 2007 میلادی :گسترش تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري ‌نانو که همچنان ادامه دارد . مشاهير فناوري نانو دانشمندان زیادی در جهت گسترش فناوری نانو در حال تحقیق و بررسی می باشند . اما می توان افرادی شاخص یافت که از مبتکران و پیشگامان این فناوری به حساب می آیند . در زیر به معرفی آنها پرداخته می شود . : (Richard. P. Feynman) ريچارد. پي. فاينمن دكتر ريچارد فيليپس فاينمن ، در 11 مي سال 1918 در منهتن نيويورك چشم به جهان گشود. فاينمن در طول سال‌هاي تحصيلش بر روي رياضيات و علوم بسيار مطالعه مي‌كرد زيرا پدرش مي‌خواست كه او يك معلم فيزيك شود.فاينمن در دبيرستان فار راك اوي به تحصيل پرداخت و در سال آخر دبيرستان برنده جايزه رياضي دانشگاه نيويورك شد. پس از اتمام دبيرستان او تمايل به ادامه تحصيل داشت اما به جز انستيتو فناوری ماساچوست بقيه دانشگاه‌ها به خاطر نمراتش و يهودي ‌بودنش از پذيرش وي سرباز زدند. فاينمن در سال 1935 وارد MIT شد و در سال 1939 فارغ‌التحصيل ليسانس فيزيك گرديد. در سال 1942 وي پس از كاركردن بر روي ساخت بمب اتمي (1942-1941) دكتراي خود را از دانشگاه پرينستون دريافت نمود. او پس از دريافت مدرك دكترايش به لوس‌آلاموس رفت تا كار بر روي بمب اتمي را ادامه دهد. سپس فاينمن به رياست بخش تئوري منسوب شد. در سال 1945 فاينمن به عنوان استاد فيزيك تئوري در دانشگاه كرنل به فعاليت پرداخت. در بين سال‌هاي 1952 تا 1959 به عنوان استاد مهمان درس فيزيك تئوري در انستيتو فناوری كاليفرنيا به نام ريچارد چيس تولمن مشغول به كار شد. بعد از آن سال تا زمان مرگش در سمت استاد فيزيك تئوري در آن دانشگاه مشغول کار بود. جايزه آلبرت انيشتن از دانشگاه پرينستون به سال 1954، جايزه آلبرت انيشتن از كالج پزشكي و جايزه لورنس در سال 1963 جوايزي بودند كه ريچارد فاينمن موفق به اخذ آنها گرديد. وي در سال 1965 به خاطر توسعه‌دادن الكتروديناميك كوانتوم که تئوري اثر متقابل ذرات و اتم‌ها را در ميدان‌هاي تشعشعي بيان مي‌كند به شهرت رسيد. وي در قسمتي از كارهايش آنچه را كه امروزه به نام "دياگرام فاينمن" ناميده مي‌شود، ترسيم نمود. اين دياگرام نمودار مكان- زمان اثر متقابل ذرات را نشان مي‌دهد. به خاطر اين كار وي جايزه نوبل را درآن سال به همراه جي - اسكوينجر و اس. آي. توموناجا اخذ كرد .بعدها در طول زندگيش هنگامي كه به گروه تحقيق حادثه انفجار شاتل چنجر پيوست و دو كتاب خاطراتش را كه پرفروش‌ترين كتاب‌ها شدند، منتشر كرد به چهره برجسته‌اي تبديل شد. پروفسور فاينمن عضو انجمن فيزيك آمريكا، انجمن آمريكايي علوم پيشرفته و آكادمي ملي علوم بود. او همچنين در سال 1965 به عنوان عضو خارجي انجمن سلطنتي انگلستان انتخاب شد .در سال1959 مقاله‌اي را درباره قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. فاينمن درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت . عنوان سخنراني وي اين بود «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» باوجود موفقيت‌ هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار علم فناوری نانو مي‌شناسند .سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد. يعني ابعاد آن را به اندازه 25000/1 ابعاد واقعيش كوچك كرد. او همچنين از دوتايي‌كردن اتم‌ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت . در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند . اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد . او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود. وي در پايان سخنرانيش 1000 دلار براي اختراع اولين الكتروموتوري كه ابعادش حداكثر 64/1اينچ مكعب باشد، پيشنهاد داد. ريچارد فاينمن با گوند هوارد ازدواج كرد كه ثمره اين ازدواج يك پسر به نام كارل ريچارد متولد 22 آوريل 1961 و يك دختر به نام ميشل كاترين ، متولد 13 آگوست 1968 بود . متأسفانه فاينمن در سال 1988 به خاطر سرطان شكم در مركز پزشكي لوس‌آنجلس درگذشت. ياد فاينمن همواره به خاطر گشودن دريچه‌اي نو در قلمرو علم فيزيك به سوي ما، در ذهن‌ها باقي مي‌ماند. ريچارد ارت اسمالي : (Richard Errett Smalley)ريچارد ارت اسمالي ٬ در 6 ژوئن سال 1943 در آكرن اوهايو به دنيا آمد. ابتدا به كالج هوپ رفت و پس از آن در دانشگاه ميشيگان مشغول به تحصيل شد و در سال 1965 ليسانش را از همان دانشگاه دريافت نمود. وي در سال 1973 موفق به اخذ دكترا از دانشگاه پرينستون شد. وي استاد شيمي دانشگاه رايس مي‌باشد.وي در سال 1996 به خاطر كشف فولرين (كربن 60) موفق به اخذ جايزه نوبل شيمي گرديد. او هم اكنون بر روي نانو لوله‌هاي كربني و امور مرتبط با فناوري نانو كار مي‌كند و صاحب نظري خبره در زمينه ايده فناوري نانو مولكولي مي‌باشد.: (K.Eric Drixler) كي اريك دركسل كي اريك دركسلر ، در 25 آوريل 1955 در اوکلند ايالت كاليفرنياي آمريکا به دنيا آمد. پدرش آلن‌باري دركسلريك مدير مشاور و مادرش هازل ادناگاسمن يك متخصص در رشته آسيب‌شناسي بود . وي در پژوهشگاه فناوري ماساچوست (MIT) مشغول به تحصيل شد ، و ليسانس خود را در رشته علوم در سال 1977 و فوق ليسانس را در رشته مهندسي در سال 1979 به پايان رسانيد. سپس درجه دكتراي خود را با نظارت ماروين مينسكي در همان پژوهشگاه آغاز نمود و درنهايت در سال 1991 موفق به اخذ دكترا در رشته فناوري نانومولكولي شد. وي در 18 جولاي سال 1981 با كريستين لوئيس پترسون كه يك مهندس فارغ‌التحصيل از MIT بود ازدواج كرد.وی مشهورترين شخصيتي است كه در زمينه شناساندن پتانسيل‌هاي فناوري نانو مولكولي به عموم جامعه كارهاي اساسي انجام داده است .دركسلر به شدت تحت تأثير ايده "محدوديت ‌هاي رشد" بود كه در ابتداي دهة‌ 70 مطرح شد. عكس‌العمل او در اولين سال تحصيلش در MIT به اين قضيه چنين بود كه به دنبال كسي بگردد كه بر روي منابع فضايي (منابع خارج از كره زمين) كار كرده باشد. در نهايت او دكتر گراندكي انيل را در پرينستون پيدا كرد. وي فيزيكداني مشهور بود كه بر روي شتاب دهنده‌هاي ذرات، بسيار تبحر داشت و كارهاي برجسته‌اي در زمينه ايده "مهاجرت به فضا" انجام داده بود. دكسلر در كنار كارهايي كه تابستان‌ها در ساختمان اُ‌نيل بر روي نمونه‌هاي آزمايشگاهي انتقال جرم انجام مي‌داد، مقاله‌هايي نيز براي سه دوره كنفرانس "توليدات فضايي"تهيه كرد. وي همچنين در سال 1977 و 1979 مقالاتي با همكاري كيت هنسون (keith Henson)منتشر كرد و اختراعاتي در هر دو زمينه توليد فاز بخار و تشعشع كننده‌هاي و گرم كننده‌ها يا خنك كننده‌هاي فضايي به ثبت رسانيد .در سال 1975 و 1976 در كسلر وارد مطالعات تابستاني ناسا شد. او توانست ورقه نازك فلزي كه تنها چند 10 اتم ضخامت داشت را توليد كند و از آن به عنوان ايده‌اي براي ساخت بادبان‌هاي قايق‌هاي خورشيدي با راندمان بالا استفاده كند .وي همچنين در زمينه سياست فضايي نيز فعاليت مي‌كرد . بطوریکه در سال 1980 به انجمن L5 كمك كرده تا در انعقاد"معاهده ماه" پيروز شوند .در اواخر دهة 70 او ايده‌هاي مربوط به فناوري نانو مولكولي را بسط داد و سرانجام توانست به موضوع مورد بحث در سخنراني معروف ريچاردفاينمن جامه‌عمل بپوشاند . دركسلر از زماني كه در MIT مشغول گذرانيدن فوق ليسانس بود، به پيش‌بيني در زمينه آينده فناوري بسيار علاقه نشان مي‌داد. او همچون ساير كساني كه دنياي مدرن آينده را پيش‌بيني مي‌كنند، همواره سعي در ايجاد تصاويري باورنكردني از فناوري هاي مدرن داشت. در سال 1986 وي كتاب موتورهاي آفرينش را منتشر ساخت اين اولين كتابي بودكه طرحي از پتانسيل‌هاي فناوري نانو مولكولي را ارائه مي‌داد .وی اولين كسي بود كه دكترايش را در زمينه فناوري نانو مولكولي دريافت نمود . سپس با اعمال تصحيحاتي بر روي رساله دكترای خود آن را با نام "نانوسيستم‌ها محاسبات و ساخت ماشين‌هاي مولكولي" در سال 1992 منتشر كرد . انتشار اين كتاب توانست جايزه AAP را به عنوان بهترين كتاب در زمينة علوم كامپيوتر در همان سال براي وي به ارمغان بياورد. دركسلر و كريستين پترسون در سال 1986 پژوهشگاه دوراندیشی را به منظور پيشرفت علوم و مهندسي توليدات مولكولي پايه‌گذاري كردند

 

[Eng.probe]

کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی


فناوري نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند .تا به حال کاربردهاي متعددي از فناوري نانو در کشاورزي ، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است.

رابطه ميان فناوري نانو وعلوم کشاورزي در زمينه هاي زير قابل بررسي است :

1- نياز به امنيت در کشاورزي و سيستم هاي تغذيه اي

2- ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيشگيري و درمان بيماريهاي گياهي

3- خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات بيولوژي و سلولي

4- بازيافت ضايعات حاصل از محصولات کشاورزي​

از بين تدابير موجود در مديريت آفات کشاورزي استفاده از آفت کش ها و سموم سريعترين و ارزان ترين روش براي واکنش به يک وضيت اضطراري است .

​

روش هاي کنترل زيستي در حال حاضر بسيار هزينه بر هستند . در اين روش ها کنترل آفت از طريق يکي از دشمنان طبيعي آن آفت صورت مي گيرد . امروزه مصرف بي رويه آفت کش ها مشکلات زيادي را ايجاد کرده اند اين مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ايجاد مسموميت هاي حاد يا بيماري هاي مزمن ) ، تاثير اين مواد بر حشرات گرده افشان و حيوانات اهلي مزارع و همچنين ورود اين مواد به آب و خاک و تاثير مستقيم وغير مستقيم آن در اين نظام هاي زيستي مي باشد .

مصرف بي رويه آفت کش ها محصولات کشاورزي را نيز به منبع ذخيره سم تبديل مي کند​

مهمترين سوال در زمينه استفاده از آفت کش ها اين است که :چقدر از اين سموم استفاده کنيم ؟

​

استفاده از داروهاي (سموم) هوشمند در ابعاد نانو مي تواند راه حل مناسبي باشد . اين داروها که قابليت حرکت در گياه را دارند در بسته هايي که حاوي نشاني خاصي هستند قرار ميگيرند .برچسب نشاني يک کد مولکولي است که بر روي بسته نصب شده و به بسته اجازه ميدهد که به بخشي از گياه که مورد حمله عامل بيماري يا آفت قرار گرفته تحويل داده شود . اين ناقلين در ابعاد نانو همچنين داراي خود تنظيمي نيز مي باشند به اين معني که دارو فقط به ميزان لازم به بافت گياهي تحويل داده مي شود .
دقت در رديابي بافت هدف و ميزان اندک اما موثر دارو باعث مي شود استفاده از سموم در کشاورزي به حداقل برسد .

همه ما ميدانيم که پيشگيري بر درمان مقدم است . بيماري هاي گياهي نيز از روي علائمي مانند تغيير رنگ يا تغيير شکل اندام ها شناسايي مي شوند ولي مسئله اينجاست که اين علائم مدتها پس از ورود عامل بيماري به بافت گياه بروز پيدا مي کنند به همين خاطر با سريعترين اقدام ها براي جلوگيري از شيوع بيماري باز هم مقداري از محصول از بين مي رود . در نتيجه نياز به ابزاري که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدايي ورود عامل بيماري، آن را کنترل و مهار کرد بسيار ضروري به نظر ميرسد.
نانو حسگرهاي زيستي ابزارهايي هستند که که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند.

تصوير ورود يک نانوحسگر زيستي به درون يک سلول

​

اين حسگرها شامل ترکيبات زيستي مانند يک سلول ، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به يک مبدل انرژي هستند و قادرند که تغييرات ايجاد شده در مولکول هاي اطراف خود را گزارش دهند . اين گزارش ها توسط سيگنالهايي که مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميکند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند . ارزيابي حضور آلاينده ها در محيط توسط حسگرها در چند دقيقه ميسر است اما با استفاده از روش هاي رايج حداقل 48 ساعت زمان براي تشخيص نياز است .
استفاده از نانوحسگرهاي زيستي در بسته هاي غذايي نيز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذايي مي توانند هشدار دهنده باشند .

​

از ديگر کاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي ايجاد پلاستيک هاي جديد در صنعت بسته بندي مواد غذايي است . در توليد اين پلاستيک ها از فناوري نانو ذرات استفاده شده است . اکسيژن مسئله سازترين عامل در بسته بندي مواد غذايي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و همچنين تغيير رنگ آنها ميشود . در اين پلاستيک جديد نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدي مانع از نفوذ اکسيژن مي شوند .
به بيان ديگر مسيري که گاز بايد براي ورود به بسته طي کند طولاني مي شود . به همين خاطر مواد غذايي در اين بسته ها تازگي خود را بيشتر حفظ مي کنند .

با طولاني کردن مسير حرکت مولکولهاي اکسيژن، مواد غذايي ديرتر فاسد مي شوند.​

فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي ، شيميايي و فيزيکي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات کشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 % الياف به ضايعات تبديل مي شوند . در دانشگاه کرنل در آمريکا روشي تحت عنوان «ريسندگي الکتريکي» ابداع شده که با استفاده از اين روش از ضايعات پنبه محصولاتي مانند کلافهاي پنبه و نخ البته با کيفيت پايين تر توليد ميکنند . دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانو فيبرها از سلولز که 90% الياف پنبه را تشکيل مي دهد استفاده کرده اند و اليافي کمتر از 100 نانومتر توليد کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الياف فعلي است .

​

يکي از کاربردهايي که براي اين الياف ريز سلولزي بيان شده جذب آفت کش ها و کودهاي شيميايي از محيط براي جلوگيري از ورود آنها به اکوسيستم و رها کردن مجدد اين مواد در محيط در مواقع مورد نياز است .
از ديگر محصولات فناوري نانو ، نانو کاتاليزورها هستند که قابليت تبديل روغن هاي گياهي به سوخت را جهت ايجاد منابع جديد انرژي دارند .
پيشرفت در زمينه علوم گياهي ، کشاورزي و صنايع غذايي رابطه مستقيمي با پيشرفت در تحقيقات زيست شناسي سلولي و مولکولي دارد . توليد ابزارهاي جديد تحول شگرفي در تحقيقات سلولي و مولکولي ايجاد کرده است . امروزه ميکروسکوپ هايي که قابليت ايجاد مشاهده در مقياس نانو را دارند در توسعه علوم زيستي نقش مهمي را ايفا مي کنند.