اسپری هوشمند نانو ؛ سپر نامرئی گیاهان در برابر بیماری ها

اگرچه تغییرات آب و هوا منجر به انتشار سریعتر بیماریهای بیماری گیاهی در جهان شده است ، اما گروهی از محققان دانشگاه ملی سنگاپور (برهنه) یک راه حل نوآورانه برای تقویت سیستم دفاعی کارخانه ارائه داده اند. یک اسپری نانو هوشمند که از پاتوژن ها جلوگیری می کند و با هدف قرار دادن دقیق منافذ برگها از آلودگی جلوگیری می کند.

این دستاورد نتیجه تحقیقات گروهی به رهبری تدریک لو ، استادیار شیمی و نبوغ زیست مولکولی در دانشکده طراحی و مهندسی از دانشگاه ملی سنگاپور است. ذرات نانو مورد استفاده در این اسپری ، به نام ماسه ها ، به گونه ای طراحی شده اند که دقیقاً روی معده برگها بنشینند و با آزاد شدن ترکیبات ضد باکتری طبیعی از ورود عوامل بیماری زا در ورودی برگها جلوگیری کنند.

به گفته لو ، دهانه های برگ مانند درهایی است که امکان ورود به پاتوژن ها را در حین مبادله گاز فراهم می کند. اما نانوذرات شن و ماسه به عنوان یک کلید به ویژه در این دهانه ها طراحی شده اند:

این ذرات به گونه ای طراحی شده اند که به صورت انتخابی به دهانه ها وصل شوند ، دقیقاً مانند قفل که فقط به یک کلید خاص واکنش نشان می دهد. پس از قرار گرفتن در این مناطق ، آنها به آرامی مواد ضد باکتریایی را آزاد می کنند و در واقع از ورود عوامل بیماری زا جلوگیری می کنند.

نتایج این مطالعه در تاریخ 5 ماه مه در مجله Nature Communications منتشر شد. براساس آمار سازمان ملل متحد برای مواد غذایی و کشاورزی (FAO) ، داروهای گیاهی هر ساله حدود 5 میلیارد دلار محصولات کشاورزی وارد می کنند. گرم شدن هرزگی و تکامل باران ها احتمال گسترش بیماری و انگل و زیر سوال بردن اثربخشی روشهای سنتی را افزایش داده است.

لو توضیح می دهد: تغییرات آب و هوایی کنترل بیماری های مبتنی بر گیاه را دشوارتر کرده است. ما برای دفاع از خود به ابزارهای باهوش تر نیاز داریم تا خود گیاه را به طور دقیق و پایدار داشته باشیم.

در حالی که سموم دفع آفات شیمیایی فعلی به طور کلی سطح گیاه را پوشش می دهند و می توانند به اکوسیستم اطراف آن آسیب برساند ، فناوری ماسه ها دقیقاً در جایی که به محافظت نیاز دارد ، هدف قرار می دهد. این ویژگی نه تنها مانع از بین رفتن مواد می شود بلکه باعث کاهش آسیب به موجودات مفید می شود.

ترکیب اصلی این نانوذرات از عنصر روی تشکیل شده است. ریز مغذی که قبلاً در کودهای کشاورزی مورد استفاده قرار می گرفت. این ذرات دارای یک ساختار متخلخل هستند که به آنها امکان انتقال ترکیبات ضد باکتریایی را می دهد. پس از پاشش ، ذرات به تدریج تجزیه و محتوای آنها را رها می کنند ، در حالی که عملکردهای طبیعی گیاه مانند فتوسنتز یا تنفس تحت تأثیر قرار نمی گیرد.

از نظر کاربرد ، این فناوری نیز کاملاً با روشهای فعلی سازگار است. اسپری Nano Sables در محلول در آب ساخته شده است و می تواند به عنوان یکی دیگر از راه حل های کشاورزی استفاده شود.

در آزمایشات ، گیاهان تحت درمان با نانوذرات ماسه ای 5 برابر مقاومت بیشتری در برابر عفونت های باکتریایی نسبت به گیاهان با درمان های غیر هدفمند نشان داده اند. این اسپری در انواع گیاهان خوراکی مانند سبزیجات برگ مانند تمیز ، لوبیا ، برنج و جو قرار دارد و حتی بعد از باران نیز روی برگها باقی مانده است. موضوعی که به کاهش شستشوی شیمیایی و آلودگی محیطی کمک می کند.

لو گفت: “هدف ما جلوگیری از آلودگی قبل از شروع است.” “با مسدود کردن دقیق درهای باکتری ها ، ما از گیاه بدون غرق شدن در مواد شیمیایی محافظت می کنیم.”

محققان معتقدند که فناوری شن و ماسه می تواند با طیف گسترده ای از محصولات کشاورزی سازگار باشد و حتی در آینده برای انتقال سموم دفع آفات یا ترکیبات مبتنی بر RNA مورد استفاده قرار گیرد. این راه حل همچنین برای اکثر مناطق کشاورزی جهان مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه تجربیات میدانی و توسعه متعاقب آن هنوز از قبل است ، اما این فناوری نوید می دهد وابستگی کشاورزان به مواد شیمیایی مضر را کاهش دهد ، مقاومت گیاهان را افزایش داده و گامی مؤثر در جهت امنیت غذایی و حفاظت از محیط زیست باشد.