微小的纳米技术有望对农业产生巨大影响

科学是关于改变世界的伟大思想。但有时，巨大的影响来自最小的物体。纳米技术可能听起来像科幻小说，但它代表了已经发展了几十年的技术。纳米技术方法已经在广泛的领域中找到了实际应用，从 纺织品中的复合材料到农业。

农业是人类最古老的发明之一，但纳米技术提供了现代创新，可以显着提高我们的食品供应效率并减少其生产对环境的影响。

农业伴随着农民非常熟悉的成本：作物需要大量的水、土地和燃料来生产。需要化肥和农药，以达到所需的高作物产量，但其使用自带的环境副作用，甚至很多农民探索如何技术，新能降低其影响。

最小的物体

纳米技术是关于几纳米(十亿分之一米)的物体的科学。在这个大小下，对象获得独特的属性。例如，与收集到单个大型团块中的相同质量相比，一群纳米级粒子的表面积是巨大的。

改变纳米级物体的尺寸和其他特性，使我们能够创建具有高度定制特性的精密表面，这是前所未有的。

使用粒子

传统上，施用化学品包括首先将活性成分混合在水中，然后将混合物喷洒在作物上。但是这些成分不容易混合，这使得这个过程效率低下，需要大量的水。

为了提高效率并减少对环境的影响，农民需要他们的肥料和杀虫剂到达他们的作物并被吸收到植物需要的地方——例如，吸收到根部或叶子中。理想情况下，他们可以使用刚好足够的化学品来提高作物的产量或保护其免受攻击或感染，从而防止浪费多余的化学品。

定制的纳米级系统可以使用精密化学来实现化肥或农药的高效输送。这些活性成分可以以类似于靶向药物递送的方式封装。封装技术还可用于增加溶解在水中的量，从而减少对大量的需求。

几年前，一家制药公司 Starpharma 加入了这个游戏，当时它成立了一个部门，将其纳米技术创新应用于农业领域。该公司此后出售了其农化业务。

Psigryph是另一家农业领域的创新纳米技术公司。其技术使用源自Montmonercy 酸樱桃提取物的可生物降解纳米结构，将生物活性分子传递到植物、动物和人类的细胞膜上。

我的实验室在纳米科学领域工作了多年，我很自豪地看到我们对在纳米尺度上操纵聚合物封装的基本理解在农业中的应用。前学生达伦·安德森 (Darren Anderson) 是 Vive Crop Protection 的首席执行官，该公司被评为加拿大成长最快的公司之一：他们将化学和生物杀虫剂悬浮在“纳米包”中——它们就像非常小的聚合物穿梭机——让它们很容易到达他们的目标。当应用于作物时，可以控制和精确定向成分。

现有基础设施

这些纳米技术发展的一个好处是它们实际上不需要任何新设备，这在财务上具有挑战性的农业行业中是一个巨大的优势。农民只需使用较少的水和燃料混合这些产品即可提高效率。

纳米技术的其他农业用途包括动物保健产品、食品包装材料和用于检测土壤中病原体、毒素和重金属的纳米生物传感器。在不久的将来看到这些新应用程序的广泛使用也就不足为奇了。

随着纳米技术的飞速发展，随着地球人口的持续增长和气候变化的影响变得越来越明显，这种生产力的提高对农民来说至关重要，对我们其他人来说也是一件大事。农民将需要事半功倍。

幸运的是，十亿分之一米就是“少”的定义。在微型纳米技术的帮助下，全球农业正处于一些非常大的事情的边缘。

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