پیشرفت‌های جدید در حوزه کشاورزی با به‌کارگیری فناوری‌ نانو

به موازات پیشرفت سیستم‌های کنترل، تنظیم شرایط محیطی، رسانش مواد غذایی و استفاده از آفت‌‌کش‌های مناسب، فناوری‌نانو توانسته درک ما را نسبت به بیولوژی محصولات کشاورزی و به تبع آن نسبت به ارزش مواد غذایی و محصولات کشاورزی افزایش دهد. همچنین این فناوری می‌تواند راه‌هایی برای بالا بردن ارزش محصولات کشاورزی و رفع مشکلات محیطی ارئه دهد.

تولید نانوذرات برای مصارف صنعتی از طریق پرورش گیاهان در خاک‌های مشخص، یکی از این نمونه‌هاست؛ به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده‌ است که گیاه یونجه در خاک غنی از طلا، نانوذرات طلا را از طریق ریشه‌هایش جذب کرده و در بافت‌هایش جمع آوری می‌کند. نانوذرات طلا را می‌توان به روشی مکانیکی در زمان برداشت از گیاه جدا کرد.

همچنین از فناوری‌نانو می‌توان در تصفیه آب‌های زیرزمینی بهره گرفت. شرکت آمریکایی Argonide در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه 2 نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند. پروژه‌‌هایی مشابه در مناطق دیگر دنیا مانند هند و آفریقای جنوبی در حال انجام است و گروه شیمیایی آلمانی BASF، مبلغ 105 میلیون دلار از بودجه خود در تحقیقات فناوری‌نانو را به تصفیه آب اختصاص داده است. شرکت فرانسوی خدمات شهری Generale des Eaux در حال توسعه فناوری‌ نانوفیلتراسیون، با همکاری شرکت Dow Chemical است. همزمان شرکت آب فرانسه، در حال نصب و راه اندازی سیستم اولترافیلتراسیون، با سوراخ‌هایی به اندازه 0.1 میکرون در یکی از کارخانجات خود در خارج از پاریس است.

در حالی که بعضی شرکت‌ها مشغول کار بر روی فیلتراسیون آب هستند، بقیه مانند Altairnano، به دنبال روش‌هایی برای پاکسازی آب می‌باشند. تولیدات این شرکت شامل نانوذرات لانتانیوم است که فسفات را از محیط‌های آبی جذب می‌کند. به‌کارگیری این نانوذرات در حوضچه‌ها و استخرهای شنا می‌تواند به طور مؤثری فسفات موجود را از بین برده و در نتیجه از رشد جلبکها جلوگیری کند. این شرکت انتظار دارد این محصول بتواند سود تجاری را برای حوضچه‌های پرورش ماهی که هزینه زیادی برای از بین بردن جلبک‌ها صرف می‌کنند دربر داشته باشد.

تحقیقات دانشگاه Lehigh آمریکا نشان می‌دهد که نانوپودرها می‌توانند به عنوان ابزاری مناسب برای پاک‌سازی خاک‌های آلوده و آب‌های زیرزمینی مورد استفاده واقع شوند. شاید مشکل هزار میلیارد دلاری آب‌های زیرزمینی آمریکا که دارای 150 هزار مخزن زیرزمینی (این منابع در منطقه ممنوعه‌ای واقع شده‌اند که دارای ضایعات خطرناک است) و تعداد زیاد گورستان‌های زباله، معدن‌های ممنوعه و مناطق صنعتی است، با کمک این نانوذرات حل شود. نانوذرات آهن موجب اکسیده و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده - مانند تری‌کلرواتن، تتراکلرید کربن، دیوکسین‌ها و PCB‌ها- شده و آنها رابه ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین‌تر تبدیل می‌کند. تحقیقات دیگری در مرکز فناوری‌ نانوبیولوژیکی و زیست محیطی (CBEN) نشان داده است که ذرات نانومقیاس اکسید آهن در پاکسازی آب‌های زیرزمینی از آرسنیک (چیزی که بر آب مصرفی بسیاری از کشورهای در حال توسعه تأثیر دارد و برای آن راه حلی کاراتر از این وجود ندارد) مؤثر هستند.پیشرفت‌های دیگر در حوزه کشاورزی با به‌کارگیری فناوری‌نانوبه موازات پیشرفت سیستم‌های کنترل، تنظیم شرایط محیطی، رسانش مواد غذایی و استفاده از آفت‌‌کش‌های مناسب، فناوری‌نانو توانسته درک ما را نسبت به بیولوژی محصولات کشاورزی و به تبع آن نسبت به ارزش مواد غذایی و محصولات کشاورزی افزایش دهد. همچنین این فناوری می‌تواند راه‌هایی برای بالا بردن ارزش محصولات کشاورزی و رفع مشکلات محیطی ارئه دهد.

تولید نانوذرات برای مصارف صنعتی از طریق پرورش گیاهان در خاک‌های مشخص، یکی از این نمونه‌هاست؛ به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده‌ است که گیاه یونجه در خاک غنی از طلا، نانوذرات طلا را از طریق ریشه‌هایش جذب کرده و در بافت‌هایش جمع آوری می‌کند. نانوذرات طلا را می‌توان به روشی مکانیکی در زمان برداشت از گیاه جدا کرد.

همچنین از فناوری‌نانو می‌توان در تصفیه آب‌های زیرزمینی بهره گرفت. شرکت آمریکایی Argonide در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه 2 نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند. پروژه‌‌هایی مشابه در مناطق دیگر دنیا مانند هند و آفریقای جنوبی در حال انجام است و گروه شیمیایی آلمانی BASF، مبلغ 105 میلیون دلار از بودجه خود در تحقیقات فناوری‌نانو را به تصفیه آب اختصاص داده است. شرکت فرانسوی خدمات شهری Generale des Eaux در حال توسعه فناوری‌ نانوفیلتراسیون، با همکاری شرکت Dow Chemical است. همزمان شرکت آب فرانسه، در حال نصب و راه اندازی سیستم اولترافیلتراسیون، با سوراخ‌هایی به اندازه 0.1 میکرون در یکی از کارخانجات خود در خارج از پاریس است.

در حالی که بعضی شرکت‌ها مشغول کار بر روی فیلتراسیون آب هستند، بقیه مانند Altairnano، به دنبال روش‌هایی برای پاکسازی آب می‌باشند. تولیدات این شرکت شامل نانوذرات لانتانیوم است که فسفات را از محیط‌های آبی جذب می‌کند. به‌کارگیری این نانوذرات در حوضچه‌ها و استخرهای شنا می‌تواند به طور مؤثری فسفات موجود را از بین برده و در نتیجه از رشد جلبکها جلوگیری کند. این شرکت انتظار دارد این محصول بتواند سود تجاری را برای حوضچه‌های پرورش ماهی که هزینه زیادی برای از بین بردن جلبک‌ها صرف می‌کنند دربر داشته باشد.

تحقیقات دانشگاه Lehigh آمریکا نشان می‌دهد که نانوپودرها می‌توانند به عنوان ابزاری مناسب برای پاک‌سازی خاک‌های آلوده و آب‌های زیرزمینی مورد استفاده واقع شوند. شاید مشکل هزار میلیارد دلاری آب‌های زیرزمینی آمریکا که دارای 150 هزار مخزن زیرزمینی (این منابع در منطقه ممنوعه‌ای واقع شده‌اند که دارای ضایعات خطرناک است) و تعداد زیاد گورستان‌های زباله، معدن‌های ممنوعه و مناطق صنعتی است، با کمک این نانوذرات حل شود. نانوذرات آهن موجب اکسیده و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده - مانند تری‌کلرواتن، تتراکلرید کربن، دیوکسین‌ها و PCB‌ها- شده و آنها رابه ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین‌تر تبدیل می‌کند. تحقیقات دیگری در مرکز فناوری‌ نانوبیولوژیکی و زیست محیطی (CBEN) نشان داده است که ذرات نانومقیاس اکسید آهن در پاکسازی آب‌های زیرزمینی از آرسنیک (چیزی که بر آب مصرفی بسیاری از کشورهای در حال توسعه تأثیر دارد و برای آن راه حلی کاراتر از این وجود ندارد) مؤثر هستند.