نانو حسگرهاي زيستي ابزارهايي هستند که که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند.
 

تصوير ورود يک نانوحسگر زيستي به درون يک سلول

اين حسگرها شامل ترکيبات زيستي مانند يک سلول ، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به يک مبدل انرژي هستند و قادرند که تغييرات ايجاد شده در مولکول هاي اطراف خود را گزارش دهند . اين گزارش ها توسط سيگنالهايي که مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميکند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند . ارزيابي حضور آلاينده ها در محيط توسط حسگرها در چند دقيقه ميسر است اما با استفاده از روش هاي رايج حداقل 48 ساعت زمان براي تشخيص نياز است .
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.

فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي ، شيميايي و فيزيکي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات کشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 % الياف به ضايعات تبديل مي شوند . در دانشگاه کرنل در آمريکا روشي تحت عنوان «ريسندگي الکتريکي» ابداع شده که با استفاده از اين روش از ضايعات پنبه محصولاتي مانند کلافهاي پنبه و نخ البته با کيفيت پايين تر توليد ميکنند . دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانو فيبرها از سلولز که 90% الياف پنبه را تشکيل مي دهد استفاده کرده اند و اليافي کمتر از 100 نانومتر توليد کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الياف فعلي است .
 

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.


نانوتكنولوژي در زمينه
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 «شبكة زيرساخت آزمايشگاهي فناوري نانو» 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.
منبع:www.iran-eng.com