Παρασκευή, 31 Οκτωβρίου 2014

Η νανοτεχνολογία στη γεωργία: προϊόντα και εφαρμογές

Γιώργος Ντάσκας - Γεωπόνος
Η νανοτεχνολογία στη γεωργία: προϊόντα και εφαρμογές

Ο λόγος που γράφω αυτό το κείμενο είναι να φέρω σε μια πρώτη επαφή τους αναγνώστες με τον μικρόκοσμο της νανοτεχνολογίας και ειδικότερα με τις εφαρμογές που μπορεί να έχει η νέα αυτή τεχνολογία στη γεωργία και στα τρόφιμα. Είμαι βέβαιος ότι τα προσεχή χρόνια η ανάπτυξη της νανοτεχνολογίας θα παρουσιάσει ραγδαία άνοδο και θα μπει για τα καλά στην καθημερινότητά μας.

Δεν είμαι ειδικός και ούτε έχω κάποιες ειδικές σπουδές στον τομέα της νανοτεχνολογίας, έχω όμως ασχοληθεί αρκετά χρόνια με την επιστήμη αυτή διαβάζοντας και κυρίως εφαρμόζοντας προϊόντα νάνο-τεχνολογίας, στη γεωργική πρακτική , στη συντήρηση και απολύμανση των τροφίμων, των νερών, χώρων όπως θερμοκηπίων υδροπονίας, καθώς και την απολύμανση του εδάφους των θερμοκηπίων. Έχω εντυπωσιασθεί κυριολεκτικά από τη διαφορετικότητα, τον καινοτόμο τρόπο σκέψης στην αντιμετώπιση καθημερινών και πολλές φορές δυσεπίλυτων προβλημάτων, αλλά και με τις εντυπωσιακές και αποτελεσματικές λύσεις που μου παρείχαν τα προϊόντα νάνο-τεχνολογίας.

ΝΑΝΟ - ΥΛΙΚΑ και η Διαφορετικότητα στη συμπεριφορά τους

Η νανοτεχνολογία είναι η τεχνολογία ελέγχου και χειρισμού των υλικών σε διαστάσεις από 1-100 νανόμετρα, όπου η διαφορετική συμπεριφορά των υλικών σ' αυτές τις διαστάσεις ανοίγει το πεδίο για καινούργιες εφαρμογές.
Για να κατανοήσουμε όμως τι ακριβώς εννοούμε με τον όρο «νάνο» θα παραθέσω δυο παραδείγματα. Εάν πάρουμε νανοκομματάκια και τα βάλουμε το ένα πάνω στο άλλο, για να έχουμε ύψος ένα μέτρο, θα χρειασθούμε ένα δισεκατομμύριο τέτοια κομματάκια, ενώ ένας άλλος τρόπος σύγκρισης είναι να σκεφθούμε ότι το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας αντιστοιχεί σε 80.000 νανόμετρα. Η νανοτεχνολογία σαν επιστήμη είναι η τεχνολογία, που μπορούμε κατασκευάζουμε και να χειριζόμαστε διάφορα «μοντέλα» υλικών σε μέγεθος νανοκλίμακας. Τα νανοτεμάχια είναι μεγαλύτερα από τα άτομα και βρίσκονται γύρω μας καθημερινά. Είναι τόσο μικρά που περιέχουν μόνο λίγα άτομα, σε αντίθεση με τα χύδην υλικά που περιέχουν δισεκατομμύρια ατόμων. Η διαφορά αυτή είναι που κάνει τα νανοτεμάχια να έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά, όσον αφορά την αντίδρασή τους με άλλα υλικά, το χρώμα τους, τη σκληρότητά τους, την αντοχή τους στο σπάσιμο και τις υψηλές θερμοκρασίες, καθώς και νέους τρόπους εισόδου στα φυτά και στο περιβάλλον λόγω του υψηλού βαθμού κινητικότητας που διαθέτουν.

nano3nano2

ΝΑΝΟ-ΠΡΟΪΟΝΤΑ που υπάρχουν στην αγορά σήμερα

Πολλές εταιρείες, όπως η OCION, PLANET OF HEALTH, IOTA, VIVE-NANO, BASF, HENKEL, PROCTER and GAMBLE, DOW CHEMICAL, SYNGENTA, έχουν πατέντες για νανοτεχνολογικές εφαρμογές στον τομέα των παρασιτοκτόνων και του τρόπου μεταφοράς τους στους ιστούς, και ειδικότερα η BASF έχει τις πιο πολλές πατέντες νανοτεχνολογίας, όσον αφορά τρόπους μεταφοράς και εισόδου των παρασιτοκτόνων.

examples of nanopesticides

Σήμερα παράγονται από τις εταιρείες νάνο-σωματίδια μεγέθους 100-250 nm, τα οποία έχουν την δυνατότητα να διαλύονται πολύ πιο εύκολα στο νερό και έτσι να έχουν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Επίσης σήμερα παράγονται νάνο-γαλακτώματα εντομοκτόνων η ζιζανιοκτόνων, που περιέχουν νανοσωματίδια μεγέθους 200-400 nm διαλυμένα σε νερό ή λάδι και είναι απολύτως ομοιόμορφα.

Η BASF έχει καταθέσει πατέντα για φυτοπροστατευτικό παρασιτοκτόνο, που το μέγεθος του δραστικού του συστατικού είναι μεταξύ 10-150 nm, ενώ η BAYER Crop Science έχει πατέντα για ένα γαλάκτωμα, του οποίου τα δραστικά στοιχεία κατασκευάστηκαν σε σταγόνες νανοκλίμακας μεγέθους 10-400 nm. H εταιρεία αναφέρει την εφεύρεση αυτή σαν "σύνθεση μικρογαλακτώματος" που μικραίνει τη δόση εφαρμογής και αυξάνει τον χρόνο δράσης του σκευάσματος.
Μεταξύ των εταιρειών που εξειδικεύονται στην νανοτεχνολογία της φυτοπροστασίας, ενδιαφέρον παρουσιάζουν η Βρετανική IOTA Nanosolutions και οι Καναδικές VIVE-NANO και OCION.

Η IOTA Nanosolutions Ltd έχει δημιουργήσει ένα προϊόν, που επιτρέπει σε αδιάλυτα οργανικά δραστικά, να μετατρέπονται σε ξηρές υδατοδιαλυτές φόρμουλες. Σύμφωνα με τις εξηγήσεις του Keith Thomas CEO της VIVE-NANO, η εταιρεία με έναν απλό τρόπο δημιουργεί μικρούς-μικρούς κλωβούς μέσα στους οποίους τοποθετεί το δραστικό συστατικό, το οποίο πρέπει να μεταφερθεί. Οι νάνο-κλωβοί αυτοί κατασκευάζονται από βιοδιασπώμενα πολυμερή χιτοζάνης και πολυακρυλικού οξέος. Η VIVE-NANO συνεργάζεται με τις 20 μεγαλύτερες εταιρείες φυτοπροστατευτικών, που παρασκευάζουν εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα και μερικά ζιζανιοκτόνα. Όλα τα προϊόντα της είναι σε έρευνα και πειραματικές εφαρμογές και δεν κυκλοφορούν ακόμη στην αγορά.

Η OCION είναι μια από τις 10 κορυφαίες εταιρείες του Καναδά που ειδικεύονται σε προϊόντα υψηλής τεχνολογίας. Η εταιρεία αυτή έχει προϊόντα ιοντικής μορφής βασισμένα, σε χαλκό, άργυρο και ψευδάργυρο, που σε ελάχιστες ποσότητες είναι κατάλληλα για την απολύμανση του πόσιμου νερού, των λιμνών, των πισινών, των πύργων ψύξης κ.τ.λ από βακτήρια, ιούς, άλγη, μύκητες και άλλους επιβλαβείς μικροοργανισμούς. Επίσης έχει προϊόντα κατάλληλα για γεωργική χρήση όπως βακτηριοκτόνο χαλκό, ιχνοστοιχεία ψευδαργύρου, ρυθμιστές PH, ωφέλιμους μικροοργανισμούς κ.ά.

nano4

Εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στη γεωργία 

α) Η νανοτεχνολογία στην άρδευση

Αν και κάποιες εταιρείες που παράγουν αρδευτικά συστήματα αναφέρουν ότι κάποια από τα προϊόντα τους είναι εκτοξευτήρες μικρό-υδρονέφωσης, εντούτοις πολύ λίγες νάνο-τεχνολογικές λύσεις έχουμε. Μία από αυτές είναι ο σταλλακτηφόρος σωλήνας ROOTGUARD, της GEOFLOW από την Καλιφόρνια, η οποία τον δημιούργησε με νανοτεχνολογία, ώστε να προστατεύεται από την είσοδο των ριζών εντός του σωλήνα, όταν αυτός ενσωματώνεται στο έδαφος. Αυτό το πετυχαίνει εμποτίζοντας τους σταλλάκτες με ζιζανιοκτόνο το οποίο εμποδίζει την είσοδο των ριζών και έτσι αυξάνει την διάρκεια ζωής του σωλήνα από 20 σε 30 χρόνια.


nano5 nano1

β) Η νανοτεχνολογία στη φυτοπροστασία - θρέψη - βιολογική γεωργία

Τα κυριότερα προϊόντα νανοτεχνολογίας που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή στη βιολογική γεωργία για θρέψη και φυτοπροστασία είναι τα βιολογικά λιπάσματα MINERAL, της Σλοβένικης εταιρείας PLANET OF HEALTH, τα οποία είναι θρεπτικά στοιχεία σε μορφή ιόντων, αιωρούμενα σε νερό, χωρίς να έχουν τη δυνατότητα συσσωμάτωσης ή καθίζησης και αυτό, διότι η επεξεργασία τους με μεθόδους νανοτεχνολογίας απομακρύνει ηλεκτρόνια και προσδίδει στο κάθε νάνο-στοιχείο θετικό φορτίο, χωρίς τη δυνατότητα να προσλάβει άλλο ηλεκτρόνιο, ώστε να συσσωματωθεί με άλλα. Με τον τρόπο αυτό έχουμε όλα τα θρεπτικά στοιχεία βιο-ενεργά και άμεσα αφομοιώσιμα από όλα τα μέρη του φυτού χωρίς καμία δέσμευση ή απώλεια.
Η προσθήκη τέτοιας μορφής θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος δίνει τη δυνατότητα ολοκληρωμένης θρέψης, χρησιμοποιώντας ελάχιστες ποσότητες, χωρίς να μένουν υπολείμματα χημικών στο έδαφος και τα υπόγεια νερά. Αρκεί να σκεφτεί κάνεις ότι τα MINERAL περιέχουν σε ιοντική μορφή 75 στοιχεία, απαραίτητα για την υγιή ανάπτυξη των φυτών, από τα 112 γνωστά στοιχεία του περιοδικού συστήματος.

Ένα άλλο προϊόν που προέρχεται από την νανοτεχνολογική έρευνα είναι ο ιοντικός χαλκός (ION-COOPER) της Καναδικής εταιρείας OCION. Ο χαλκός αυτός βρίσκεται στο διάλυμα σε μορφή θετικά φορτισμένων ιόντων, τα οποία είναι όλα βιο-ενεργά και όπως είπαμε και για τ' άλλα παρόμοια προϊόντα, δεν καθιζάνει, δεν συσσωματώνεται , δεν χρειάζεται ανάδευση και παραμένει βιο-ενεργός για χρόνια. Η δραστικότητά του στα βακτήρια είναι σημαντικά πιο μεγάλη από τους κοινούς χαλκούς και είναι χαρακτηριστικό, ότι στο σώμα του μικρότερου βακτηρίου εισέρχονται δυο ιόντα (ιοντικού χαλκού) καθιστώντας τον χαλκό αυτόν ένα από τα αποτελεσματικότερα βακτηριοκτόνα.

nano6

Σύμφωνα με έρευνες ο ψεκασμός φρούτων και λαχανικών με τον χαλκό αυτόν, αυξάνει τη μετασυλλεκτική διάρκεια ζωής τους, διατηρώντάς τα, φρέσκα και υγιή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Μία άλλη εφαρμογή νανοτεχνολογίας είναι το Γερμανικό προϊόν GEOHUMUS, ένα προσθετικό εδάφους, με ικανότητα απορρόφησης νερού και στη συνέχεια απελευθέρωσής του. Το υλικό αυτό, βοηθά στην βελτίωση της δομής του εδάφους, αφού μοιάζει να έχει τις ιδιότητες ενός σφουγγαριού εξαιτίας της ικανότητά του να απελευθερώνει νερό στα φυτά, για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, μεγαλύτερο από ό, τι σε εδάφη που δεν είναι εμπλουτισμένα με GEOHUMUS.

nano7

Επίσης οι πιο πάνω εταιρείες έχουν αναπτύξει προϊόντα, που χρησιμοποιούνται σε ελάχιστες δόσεις και χωρίς προβλήματα τοξικότητας ή εγκαυμάτων, για ρύθμιση του PH, για απόφραξη αρδευτικών δικτύων και εκτοξευτήρων άρδευσης, για απομάκρυνση των αλάτων από το έδαφος και για πολλές άλλες χρήσεις.


γ) Η νανοτεχνολογία στα θερμοκήπια

Η βιομηχανική νανοτεχνολογία εισήγαγε το "Nansulate Greenhouse" ένα λεπτό θερμομονωτικό φιλμ εύκολο στην εφαρμογή του και σχεδιασμένο να εφαρμόζεται σε καθαρά πάνελ θερμοκηπίων, για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, χωρίς μείωση της κρίσιμης για την υγεία και ανάπτυξη των φυτών φωτοπερατότητας. Η εταιρεία συμπλήρωσε πρόσφατα όλα τα τεστ σπεκτοφωτομέτρησης, φωτοπερατότητας, θερμομόνωσης και αντοχής της επικάλυψης στην μούχλα.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε κλίμακα μήκους κύματος 400-700 νανόμετρα, που είναι κρίσιμο για την ανάπτυξη των φυτών, επιτρέπει στο 92% του φωτός να περάσει σε σύγκριση με το 90%- 94% που επιτρέπει το γυαλί. Η επικάλυψη αυτή έχει εξαιρετικές ιδιότητες θερμομόνωσης, καθώς και αντίστασης στη μούχλα και την ανάπτυξη μυκήτων. Επίσης το υλικό αυτό έχει ανταγωνιστικό κόστος, εύκολη και γρήγορη εφαρμογή σε σχέση με τα συμβατικά υλικά κάλυψης.

Το μέλλον της νανοτεχνολογίας

Η νανοτεχνολογία είναι ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για τη γεωργία και την παραγωγή τροφίμων. Οι εταιρείες που ασχολούνται σήμερα με τη δημιουργία τέτοιων προϊόντων, κατόρθωσαν να πετύχουν αρκετά νάνο-προϊόντα, που να μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη γεωργία, παράλληλα όμως, γίνονται από διάφορα ινστιτούτα εκτεταμένες έρευνες, σχετικά με την ασφάλεια των προϊόντων νανοτεχνολογίας και τις πιθανές επιπτώσεις τους στη υγεία των καταναλωτών. Οι έρευνες είναι εκτεταμένες και πολυδάπανες, γιατί οι καταναλωτές παρουσιάζουν υψηλή ανοχή στους κινδύνους, που προέρχονται από τη χρήση φαρμάκων και ιατρικών θεραπειών, που αφορούν την ζωή τους, όμως η ανοχή τους είναι σημαντικά μειωμένη, όταν οι κίνδυνοι προέρχονται από τα τρόφιμα και ειδικά, όταν οι ίδιοι δεν έχουν άμεσο όφελος.

Η χρήση προϊόντων νανοτεχνολογίας στη γεωργία και το περιβάλλον είναι επωφελής, όχι μόνο λόγω της σημαντικά μειωμένης χρήσης δραστικών ουσιών, αλλά και λόγω της αυξημένης αποτελεσματικότητας που παρουσιάζουν αυτά τα προϊόντα στην θρέψη και αποτελεσματική αντιμετώπιση πολλών ασθενειών των φυτών.

Σημαντικά είναι για τους λόγους αυτούς και τα περιβαλλοντικά οφέλη, λόγω μείωσης των τοξικών υπολειμμάτων που αφήνουν τα προϊόντα νανοτεχνολογίας. Η χρήση όμως προϊόντων νανοτεχνολογίας πρέπει να γίνεται με αυξημένη προσοχή και να είναι πάντα σύμφωνα με τις οδηγίες των κατασκευαστών, γιατί όπως είπαμε πολλές φορές οι ιδιότητες αυτού του τύπου προϊόντων παρουσιάζουν ιδιαίτερη συμπεριφορά σε σύγκριση με το συμβατικό προϊόν.

nano8

 

 

 

Στην ίδια κατηγορία

Σχετικά Άρθρα

  • Γιάννουλη Λάρισας
  • Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε.
  • 2410-669107 & 2410-669108
  • 2410-669109

Όλα τα αγροτικά εφόδια καθηµερινά ενηµερωµένα µ’ ένα κλικ.

Αξιόπιστα κείµενα. Υψηλής ποιότητας φωτογραφίες.

Ψηφιακά εργαλεία αναγνώρισης και διαχείρισης προβληµάτων.

To blog διαχειρίζεται και ενημερώνει η Farmacon

Μια πρωτοπόρος εταιρία στο χώρο που παρέχει άμεση και έγκυρη ενημέρωση για όλα τα θέματα που αφορούν τον αγροτικό τομέα.

Δείτε πως μπορούν να σας βοηθήσουν οι καινοτόμες υπηρεσίες μας μέσα από την ιστοσελίδα της Farmacon.

Γνωρίστε τις υπηρεσίες μας