تقنية النانو: ثورة في التطبيقات الزراعية والغذائية وتأثيراتها على الصحة والبيئة

علم وتقنية النانو هي دراسة وتطبيق الأشياء الصغيرة للغاية ويمكن استخدامها في جميع المجالات العلمية مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة. 

 

والنانو هي عبارة عن وحدة قياس صغيرة جداً؛ حيث يساوي النانو واحد من مليون من المليمتر أي إنّه تستحيل رؤيته بالعين المجردة أو بعض المكبّرات البسيطة، ويستخدم النانو في القياسات الذرية من أجل تحديد أحجام جزيئات المادّة فيها. 

 

سنوضح في هذا المقال دور تقنية النانو في الزراعة الدقيقة، التغليف الذكي، ومعالجة الأغذية، إضافة إلى فوائدها ومخاطرها الصحية وتأثيرها على جودة المنتجات الزراعية

 

ما هي تقنية النانو؟

تقنية النانو هي العلم الذي يدرس إمكانية تغيير المادّة على مستوى النانو، وذلك لإنتاج موادّ جديدة أو أجهزة متطوّرة لخدمة مصالح الإنسان في مجالات مختلفة. 

 

إن مواد النانو عبارة عن مواد كيميائية متناهية في الصغر تستخدم بجودة عالية في العديد من التطبيقات الصناعية مثل الاتصالات والإلكترونيات والمجالات الطبية لاحتوائها على العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، ويتم تحضيرها بعدة طرق تشترك جميعها باعتمادها على المقياس الذري.

 

تدخل تكنولوجيا النانو في المجالات الحيوية، والمجالات الطبيّة، ودراسة المكوّنات الأوليّة للخلايا، ومعرفة خصائصها باستخدام المجاهر المكبّرة، هو من تكنولوجيات النانو، وكذلك ما يتعلّق بصناعة الأدوية، والحقن المجهري، ودراسة الحمض النووي، وتكاثر الخلايا في الأمراض المزمنة والعنقوديات وغيرها كلّها من تطبيقات هذهِ التكنولوجيا. 

 

النانو والزراعة الدقيقة

الغرض من الزراعة الدقيقة هو زيادة المُخرجات (المحاصيل) وتقليل المُدخلات (الأسمدة والمبيدات الحشرية والنباتية) من خلال مراقبة المتغيرات المناخية واتخاذ بعض الإجراءات المستهدفة، وتستخدم فيها أجهزة الإحساس والمراقبة النانوية حيث توزع في الحقول الزراعية وتراقب حالات التربة، الأسمدة، الكيماويات، الآفات، الملوثات واستخدام المياه وتقيس حالة المناخ لمعرفة إن كانت المحاصيل تنمو بأكبر كفاءة. 

 

ويهدف تطبيق المواد النانوية في الزراعة على وجه الخصوص إلى تقليل تطبيقات منتجات وقاية النبات، وتقليل خسائر المغذيات في الإخصاب، وزيادة المحاصيل من خلال تحسين إدارة المغذيات. 

 

كل هذا سيؤدي إلى إنتاج زراعي كبير بتكلفة قليلة ويؤدي إلى تقليل الفضلات الزراعية وتلوث البيئة.

 

أمن الغذاء وتغليفه بتقنية النانو

تطوير التغليف الذكي للمنتجات من أجل المحافظة على جودة وسلامة الأطعمة وحفظها بشكل يجعلها طازجة، حيث تعمل تقنية النانو على تحسين خواص مواد التغليف من الناحية الميكانيكية والكيماوية وجعلها قوية ومقاومة للحرارة وظروف البيئة، وتعمل على تطوير أسطح نشطة مضادة للميكروبات والفطريات وتُحس بأي تغييرات بيولوجية أو كيماوية. 

 

وهناك مجموعة من الشركات والمؤسسات تطور أنظمة تغليف ذكية مثل تلك التي تستعمل أجهزة أحساس تتأثر بالغازات وتغير لونها عند فساد الغذاء وخروج الغازات منه، وأخرى تستخدم مواد نانوية تقلل دخول الأكسجين وتحافظ على رطوبة المنتج. 

 

وهناك أجهزة حساسة للكشف عن تلوث المنتجات الغذائية في نفس الوقت، وأخرى للكشف عن تواجد المبيدات في الفواكه والخضروات وغيرها من الأجهزة والأنظمة النانوية التي تساعد على أمن وسلامة الأغذية.

 

معالجة الأغذية بتقنية النانو

تقنية النانو لها تأثيرات كبيرة على تطوير الغذاء الوظيفي والتفاعلي الذي يستجيب لاحتياجات الجسم ويستطيع أن يوصل التغذية بشكل أكثر كفاءة. 

 

مجموعات بحث كثيرة تشتغل لتطوير طعام وقت الحاجة، الذي يبقى نائماً في الجسم ويوصل التغذية عند الحاجة لها، وتطوير كبسولات نانوية موجودة في الغذاء لإيصال التغذية وكذلك إضافة نوع من الجسيمات النانوية للطعام الحالي لزيادة امتصاص المغذيات، بعض الشركات تدرس توصيل المغذيات في شكل جسيمات نانوية إلى الخلايا مباشرة وأخرى تدرس الأغذية الذكية التي تطلق المغذيات للاستجابة لأوجه القصور المكتشفة من أجهزة الإحساس النانوية.

 

المعالجة البيولوجية وتحسين جودة المنتجات

لعبت تقنية النانو دور كبير في العلاج الميكروبي في النظام الزراعي وأن بعض المواد الكيميائية مثل المبيدات هي مقاومة أو بطيئة الانحلال في الطبيعة ومن ثم تبقى في البيئة لوقت أطول وقد تدخل في السلسلة الغذائية مسببة مشاكل صحية خطرة، فمن خلال تطبيق تكنولوجيا النانو هذه يمكن أن تتحلل المركبات السامة والضارة تحت ظروف معينة.

 

المخاطر الصحية لتقنية النانو

أثبتت الدراسات زيادة الخصائص الغذائية والفوائد الصحية ذات الصلة بالمنتجات الزراعية من خلال تطبيق النانو تكنولوجي التي جذبت اهتمام المستهلكين وصناعة الأغذية في هذا المجال. 

 

أثبتت الدراسات أن الرش برذاذ الجسيمات النانوية مثل الزنك أدى إلى زيادة ملحوظة في البروتين النباتي والألياف.

 

وأخيراً: وجد الباحثون أن هناك نوعين من الاستجابة وهي السلبية والإيجابية للجسيمات النانوية على نمو النبات تبعاً لخصائص المواد النانوية وطريقة التطبيق وكذلك الأنواع النباتية، مع الأخذ بعين الاعتبار وجود أضرار صحية لتقنية النانو حيث تتسبب في ظهور أورام خبيثة عند الذين يتعاملون معها بشكل مباشر.

 

وخطورة الموادّ المصنّعة باستعمال الأنابيب النانوية على صحّة الإنسان، وسهولة دخولها عبر مسام الجلد أو عن طريق الاستنشاق بسبب طابعها المجهري، وفي حال دخلت إلى الجسم فإنّه من الصعب التخلّص منها؛ بحيث لا يوجد علاج طبيّ لها. 

 

ما رأيك عزيزي القارئ هل أنت مع أم ضد استخدام تقنية النانو في الغذاء؟

 

الكاتب: أ. سامر العلوش مدرس مادة العلوم في مبادرة مسارات

 

إقرأ أيضا:الطاقة والحياة: أسرار الغذاء الصحي لجسم متوازن وعقل يقظ