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
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.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ابزارهايي هستند که که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند.
تصوير ورود يک نانوحسگر زيستي به درون يک سلول
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.
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.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
انقلاب نانوتكنولوژي در زمينه توليد غذا نانوتكنولوژي چيست؟ نانوتكنولوژي يا هنر ساخت مواد از اتم ها،توانايي كپي كرده دقيق اتم به صورت منحصر به فرد و قرار دادن آنها در جاي دلخواه مي باشد. در حقيقت به پيوند اجباري شيمي و مهندسي شيمي نانوتكنولوژي گفته مي شود. نانوتكنولوژي يا دومين انقلاب صنعتي جهان،رقيب ساير تكنولوژي ها نيست ، بلكه مكمل و پايه آنهاست.اين علم در واقع مهمترين كليد پتانسيل اقتصادي در قرن بيست و يكم به حساب مي آيد. نانوتكنولوژي علمي جديد است ،كه مي خواهد مضراتي راكه علوم مصنوعي در عالم كنوني گذاشته از بين ببرد و از راه طبيعي جهان را تبديل به بهشت كند،به طوري كه زندگي را براي تمام مردم از كوچك تا بزرگ لذت بخش و راحت سازد،با اين علم گرسنگان سير مي شوند و ديگر قحطي از بين مي رود و ما شاهد اتفاقات بسياري كه هم اكنون قادر به تصور آن نيستيم،مي باشيم. نانوتكنولوژي يك رشته جديد نيست،بلكه رويكردي جديد در تمام رشته هاست. اطلاعات ما از طبيعت آن را آخرين مقياس توليد مي داند. (1) وعده هاي نانوتكنولوژي در كشاورزي و تغذيه : مولكول هاي پروتئين نوعي مولكول هستند كه در مواد خوراكي مانند سيب زميني وجود دارند، درعصر نانوتكنولوژي اين مولكول ها براي توليد مولكول هاي شبيه به خود اتم هاي موجوددرخاك ،آب و هواراجذب مي كنندوسيب زميني سازند،توليدغذاهاي مولكولي و خاتمه دادن به خشكسالي و قحطي، بطور نمايي ، همراه با دقت اتمي ، غذا مي تواند از اتم هاي خام در همان نانو عمومي سنتز شود . استيك جوجه ويا بره نيم پز را خودمابه كمك مولكول ها و اتم ها بوجود مي آوريم ، بدون آنكه حيواني را ذبح كنيم (5) . بوجودآوردن گياهان و حيواناتي كه نسل آنهامنقرض شده اند، همه نمونه هايي از وعده هاي نانوتكنولوژي مي باشد (10). در آينده مي توان ويژگي هاي مطلوب را از طريق مهندسي ژنتيك در مورد خوراكي جاسازي كرده وازاين طريق طعم غذاها را بهبود بخشيد، هم چنين مي توان مقاومت گياهان رادربرابربيماري افزايش داد و عمرآن هارادرمحل كشت ومصرف ، طولاني تركردورشدآن هاراسريعترنمود وحتي درمحيط هاي نامساعدكاشت.تادر شوره زارها،باآب كمتريا آب و هواي سرذتررشدكنند. ماحتي توانايي تغيير شرايط آب وهوايي را خواهيم داشت و شاهدابداع درختاني خواهيم بودكه رشدآن هابهينه و ساختارشان براي كاربردهاي ويژه اي همچون الوار،خميركاغذ،ميوه يا جداكننده هاي كربن(براي كاهش پديده گرم شدن كره زمين)مناسب باشد.درنتيجه موادغذايي اصلاح شده به روش ژنتيك ، تغذيه را بهبود بخشيده ودرعين حال مصرف آفت كش ها و آب راكاهش مي دهند.غذاهايي كه مصرف مي كنيم روز به روز از حالت طبيعي خارج شده و مهندسي تر مي شوند (6).نانوتكنولوژي بهروري كشاورزي را براي جمعيت هاي بالاتر ميسر مي كند.بازگرداندن 90% از زمين هاي زراعي به وضعيت طبيعي خود و به كارگيري گلخانه ها با كاركردبالاكه تقريباً 10% زمين هاي زراعي فعلي رامي پوشانند وجمعيت جهان را تغذيه مي كنند ، فيزيكي ديگر از وعده هاي نانوتكنولوژي مي باشد . درعصر نانو ميليون ها مايل مربع زمين به ساكنين بومي جهان برگردانده مي شودو از انقراض ونابودي بيشتر جانوران وگونه هاي گياهي جلوگيري مي شود (9) . نانوتكنولوژي علمي جديد است كه مي خواهد مضراتي كه علوم مصنوعي در عالم كنوني گذاشته را از بين برده واز راه طبيعي جهان را تبديل به بهشت كند ، بطوري كه زندگي براي تمام مردم ازكودك تابزرگ لذت بخش وراحت شود (8) . انقلاب صنعتي براي اشخاص ساكن روي اين سياره اين توانايي را ايجاد مي كند . كه ازاين پس نيازي به بريدن درختان جنگل ها و فرستادن دودشان به هوا نشوند و اين پيمان نانوتكنولوژي است . آيا شما چوب مي خواهيد ؟ كدام يك را ترجيح مي دهيد : چوب درخت ماهون ، ساج ، آلبالو ، چوب سخت وراه راه يا هرچيز خارجي ديگر هيچ مشكلي نيست ، فقط نرم افزار خود را براي چوب مورد دلخواه پاك كنيد ومواد خام تغذيه اي را روشن كنيد ودكمهGO را فشار دهيد
ايران چه جايگاهي در نانوفناوري جهان دارد؟ طرح سؤالاتي از اين دست در تالارهاي گفت‌وگوي باشگاه باعث شد تا چندخطي در مورد فناوري و مفهوم آن و نيز جايگاه ايران در نانوفناوري در مقايسه با ديگر كشورهاي جهان ذكر كنم. در ابتدا بد نيست اين نكته را هم بگويم كه بيان اين مسائل ممكن است به علت ماهيت دانشگاهي آن كمي براي برخي دانش‌آموزان سخت باشد، از اين رو، تمام تلاش خود را به كار برده‌ام تا متن زير براي عموم دانش‌آموزان ساده و قابل درك باشد.
فناوري چيست؟
تعاريف بسيار زيادي در زمينة فناوري ديده و شنيده شده است، اما گمان مي‌كنم تعريفي كه در زير مي‌آيد جامع‌ترينِ آنها باشد:
فناوري عبارت است از مجموعة دانش‌ها، فرايندها، ابزارها، روش‌ها و سيستم‌هاي به‌كاررفته در ساخت محصولات و ارائة خدمات. و اگر بخواهيم خيلي خيلي ساده بگوييم، فناوري روش انجام كار و ابزاري است كه توسط آن به اهداف خود نائل مي‌شويم.
اجزاي فناوري
براي فناوري، چهار جزء اصلي مطرح شده است. اين چهار جزء عبارتند از:
سخت‌افزار (Techno-ware): تمام امکانات فيزيکي لازم براي انجام عمليات توليدي، مانند ابزارآلات، تجهيزات، ماشين‌آلات، وسايل نقليه و غيره؛
انسان‌افزار (Human-ware): تواناييهاي انساني لازم براي انجام عمليات توليدي، از قبيل مهارت، تخصص، چالاکي، نوآوري ابتکار، نبوغ و غيره؛
اطلاعات‌افزار (Info-ware): تمام اطلاعات و ارقام مورد نياز براي انجام فعاليت‌هاي توليدي، مانند طرح‌ها، نقشه‌ها، مشاهدة روابط، محاسبه‌‌هاي رياضي، نمودارها و نظريه‌‌هاي علمي و غيره؛ و
سازمان‌افزار (Org-ware): فناوري نهفته در سازمان که شامل تمام چهارچوب‌هاي مورد نياز براي فعاليت‌هاي توليدي است، مانند سيستماتيک کردن، سازماندهي، شبکه‌سازي، مديريت و بازاريابي.
وضعيت كشور در رويارويي با نانوفناوري
در زمينة سخت‌افزار و انسان‌افزارِ مرتبط با نانوفناوري، تواناييهاي کشور در حد قابل قبولي موجود يا در حال رشد است. در زمينة سخت‌افزار، بيش از 80 آزمايشگاه از نقاط مختلف ايران اطلاعات تجهيزات خود را در سال 1383، به «
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
» ارسال كرده و متقاضي عضويت در شبكه شده‌اند. بر اساس اطلاعات اين آزمايشگاه‌ها، مشخص شد كه اغلب دستگاه‌هاي مورد نياز در زمينة فناوري نانو در كشور وجود دارند كه البته برخي از آنها نياز به ارتقا خواهند داشت. جدول زير فراواني تجهيزات مرتبط با فناوري نانو را در كشور نشان ميدهد.
نام دستگاه
تعداد
دانشگاه / مركز
STEM
1
دانشگاه شريف
TEM
9
دانشگاه علوم پزشكي تبريز، دانشگاه بوعلي همدان، پژوهشگاه مواد و انرژي، دانشگاه شريف، دانشگاه علم و صنعت، شركت لعاب مشهد، دانشگاه فردوسي مشهد، مركز IBB دانشگاه تهران
AES
3
دانشگاه شريف (2)، پژوهشگاه مواد و انرژي
ESCA
2
پژوهشگاه مواد و انرژي، دانشگاه شريف
XPS
3
پژوهشگاه مواد و انرژي، دانشگاه تبريز، دانشگاه شريف
UPS
1
پژوهشگاه مواد و انرژي
SPM
2
پژوهشگاه صنعت نفت
AFM
4
دانشگاه شريف، پژوهشگاه مواد و انرژي، دانشگاه تهران، دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات
SIMS
2
پژوهشگاه مواد و انرژي، دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات
NMR
13
دانشگاه تربيت مدرس، پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي، دانشگاه شهيد بهشتي، دانشگاه تربيت معلم تهران و...
Raman
3
دانشگاه فردوسي مشهد، پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي، دانشگاه سمنان
SEM
18
دانشگاه تربيت مدرس، دانشگاه سمنان، دانشگاه مالك اشتر و...
Automated DNA Analyzer
1
مؤسسة تحقيقات بيوفناوري كشاورزي كرج
Nano Particle Delivery System
1
مؤسسة تحقيقات بيوفناوري كشاورزي كرج
Nanoinjector
1
مؤسسة تحقيقات بيوفناوري كشاورزي كرج
از لحاظ نيروي انساني، ظرفيت خوبي در كشور وجود دارد. اين مسئله از طريق بررسي پژوهش‌هاي علميِ صورت‌گرفته قابل بررسي است. انجام 7 پايان‌نامة كارشناسي، 70 پايان‌نامة كارشناسي ارشد و 11 پايان‌نامة دكتري در كنار حدود 30 طرح پژوهشي دانشگاهي و 20 طرح تحقيقاتي صنعتي، سندي بر اين ادعاست. علاوه بر اين، مي‌توان به
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
و دوم كشورهاي اسلامي در زمينة چاپ مقالات مرتبط با فناوري نانو در مجلات معتبر ISI در سال 2004 اشاره کرد.
با اين حال، تکية اساسي در اين بخش بر روي اطلاعات‌افزار و سازمان‌افزار است. توانايي‌هايي همچون دانش فني در زمينة بهره‌گيري از فناوريهاي جديد به واسطة سخت‌افزار و انسان‌افزارِ موجود و نيز قابليت سازماندهي اين دو بخش، به همراه روش به‌کارگيري اطلاعات‌افزار، اجزايي از فناوري به شمار مي‌روند که به نظر ميرسد بايد توجه و تأکيد بيشتري بر روي آنها صورت گيرد.
بررسي روند رشد فناوري
بررسي چگونگي رشد و پيشرفت بسياري از فناوري‌ها نشان داده است که آنها به صورت اتفاقي و بدون قاعده رشد نمي‌کنند، بلکه دنباله‌روِ يک الگوي خاص هستند. روش‌ها و الگوهاي متفاوتي از رشد يک فناوري ارائه شده‌اند که در همة اين الگوها، پيشرفت فناوري را بر اساس زمان تولد، دوران طفوليت، دوران رشد و دوران بلوغ تقسيم‌بندي کرده‌اند. معروفترين اين الگوها، الگويي موسوم به «منحني S» است. در منحني S رشدِ يک مشخصة فناوري نسبت به زمان اندازه‌گيري ميشود. اين مشخصه مي‌تواند سرعت رشد يا هر مشخصة ديگري از فناوري باشد که در طول زمان توسعه مي‌يابد، رشد ميکند و سپس به يک حد نهايي ميرسد. حد نهايي در يک فناوري تولد يک فناوري ديگر را نويد ميدهد (مثل ساعت‌هاي مکانيکي که جاي خود را به ساعت‌هاي الکترونيکي داده‌اند). منحني S داراي سه مرحله است. اين مراحل را در شکل 1 مي‌بينيد:
1. طفوليت: دراين دوران شيبِ رشد فناوري نسبت به زمان و ميزان سرمايه‌گذاري کم است. در اين مرحله تعداد نوآوري‌ها بالاست، ولي به علت عدم شناخت دقيق از ماهيت فناوري، تحقق ايده‌ها کم است که از آن مي‌توان به عنوان مرحلة جنگ ايده‌ها ياد کرد. معمولاً حجم سرمايه‌گذاري اوليه بالاست، ولي به علت بي‌اطلاعي فناوري از ماهيت بازار، ميزان سرمايه‌گذاري خصوصي پايين است و بيشتر سرمايه‌گذاري خصوصي در بخش تحقيقاتي مطرح ميشود و هيچ اجماع دقيقي در مورد ماهيت فناوري مورد بحث و بازار آن در ميان متخصصان وجود ندارد. در اواخر اين مرحله يک يا چند محصول ممکن است وارد بازار شوند، ولي هنوز وضعيت فناوري در بازار تثبيت نشده و محصولات ارائه‌شده در بازار، بيشتر نتيجة تحقيقات علمي و آزمايشگاهي است و بنابراين تعداد و کيفيت آنها عموماً پايين است.
2. رشد: در مرحلة دوم يا رشد سريع، فناوري به‌سرعت رشد ميكند و ممکن است راه خود را به بخش وسيعي از بازار باز نمايد. عمدة سرمايه‌گذاري در اين دوران، از بخش دولتي به بخش خصوصي محول ميشود و با شناخت بازار از فناوري، روند رشد سرمايه‌گذاري و توليد انبوه افزايش مي‌يابد. رقابت در اين دوران براي افزايش توليد و کاهش قيمت است؛ امري که موجب تحولات بنيادي در فرايند توليد ميشود. نوآوري‌ها در اين مرحله بيشتر در جهت ماشيني شدن انجام ميگيرند. تحقق اين مرحله يا توليد در مقياس انبوه، زماني انجام‌پذير است که منابع مالي قابل ملاحظه‌اي از طرف بخش خصوصي در بخش‌هاي مهندسي، مديريت و بازاريابي فراهم شوند. مفهوم «استاندارد» در اين دوران است که شکل مي‌گيرد؛ استاندارد شدن محصولات، قطعات و حتي فرآيندها. استاندارد در اين دوران به عنوان اهرم فشار از طرف شرکت‌هاي بزرگ اعمال ميشود، تا شرکت‌هاي کوچک را از صحنة رقابت حذف کند.
3. بلوغ: در آخرين مرحله يا مرحلة بلوغ، فناوري به آخرين حد عملکرد خود ميرسد. در اين دوران نوآوري‌ها به شدت پايين مي‌آيند و نوآوري‌هاي اقتصادي جايگزين نوآوري‌هاي علمي مي‌شوند. بازار در اين دوران به بيشترين حد گسترش خود ميرسد و فناوري به‌شدت سيستماتيک و بدون انعطاف ميشود و بخش‌هاي «تحقيق و توسعه» (R&D) در اين دوران جايگاه خود را از دست مي‌دهند. در اين دوران، بقاي فناوري بيشتر بر ترفندهاي اقتصادي استوار است تا روش‌هاي علمي.
شکل1: الگوي منحني S براي روند رشد فناوري
جايگاه ايران
با توجه به گفته‌هاي بالا فكر نمي‌كنم تعيين موقعيت ايران در چرخة عمر نانوفناوري خيلي سخت باشد، بله، اين فناوري تقريباً در تمامي كشورهاي دنيا دوران طفوليت خود را سپري ميكند. البته يك نكته در اين زمينه قابل توجه است: با توجه به سياست‌ها و راهبردهاي اتخاذشده در کشور در زمينة رويارويي با فناوري نوين نانو و نيز با توجه به ريشه‌اي بودن فناوري مذکور در بسياري از جهات، مي‌توان اين‌گونه گفت که فاصلة موجود ميان ايران و ديگر کشورهاي جهان در زمينة اين فناوري بسيار کمتر از فاصلة موجود در زمينة فناوريهاي قديمي‌تر است و با اتخاذ تصميمات مقتضي، نه‌تنها مي‌توان اين فاصله را به صفر رساند، بلکه مي‌توان در برخي شاخه‌‌ها بر ديگر کشورها پيشي گرفت. با اين حال، نکتة اساسي در کشور ما (از گذشته تا کنون) عدم توجه به روند تجاري‌سازي فناوري در کشور است.
جواب بصورت نقل قول
