نانو کود زیستی - جلسه دوم

  بخش پروژه های دانش آموزی - الهام گارسچی

اهداف جلسه:
·آشنایی با معرفی فناوری نانو
·آشنایی با مراحل فناوری نانو
·آشنایی با محصولات نانو تکنولوژی
·آشنایی با اصول بنیادی نانو تکنولوژی
·آشنایی با نانو در کشاورزی
·آشنایی با اهمیت وجود نانو تکنولوژی

وسایل مورد نیاز:
·کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
کشاورزی از جمله ابتدایی ترین فعالیت های بشر روی زمین و از مشاغل مهم و اساسی انسان برای تسخیر طبیعت و استفاده از نعمات الهی برای ادامه زندگی بوده است. همواره کشاورزی به عنوان محور توسعه و خودکفایی هر جامعه ای به شمار می رود و با توجه به این که آب و خاک به عنوان رکن اساسی و عامل مهم تولیدات و تامین نیازمندی های اساسی انسان دو نعمت بزرگ الهی برای ادامه حیات دراختیار بشر قرار گرفته هیچگاه نمی توان از آن غافل بود. طوری که هرچند هم انسان از زندگی ابتدایی فاصله بگیرد و غرق در زندگی ماشینی و تکنولوژی شود از این دو عامل بی نیاز نخواهد بود.
استفاده از کودهایی که با فناوری نانو تولید شده است در کشاورزی باعث کاهش هزینه ها و افزایش کمی و کیفی و سلامت محصولات می شود و به همین دلیل جایگزین کردن آن ها به جای کودهای شیمیایی امری اجتناب ناپذیر است.

2-1 معرفی فناوری نانو
فناوری نانو توانایی ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتری است. اندازه ذرات در فناوری نانو بسیار مهم است، چرا که در مقیاس نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار تأثیرگذار است و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم‌ها و مولکول‌ها با خواص توده ماده متفاوت است. این اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به طور معمول مواد نانو به موادی که حداقل یکی از ابعاد آن‌ها کوچک‌تر از ۱۰۰ نانومتر باشد گفته می‌ شود.
2-2 مراحل فناوری نانو
در مجموع این فناوری شامل سه مرحله می‌باشد:
طراحی مهندسی ساختارها در سطح اتم.
ترکیب این ساختارها و تبدیل آنها به مواد جدید با ساختار نانو با خصوصیات ویژه.
ترکیب اینگونه مواد و تبدیل آنها به ابزارهای سودمند.
انتظار می‌رود که نانو تکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده‌ها، محیط زیستی سالم‌تر را فراهم کند.

2-3 محصولات نانو تکنولوژی
محصولات نانو مواد را می‌توان به صورت‌های زیر بیان کرد:
فیلم‌های نانو لایه برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی.
نانو پوشش‌های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی.
 نانو ذرات به عنوان پیش‌سازنده یا اصلاح ساز پدیده‌های شیمیایی و فیزیکی.
2-4 اصول بنیادی نانو تکنولوژی
به طراحی، تعیین ویژگی‌ها، تولید و کاربرد مواد، ابزار آلات و سیستم‌ها با کنترل شکل و اندازه در مقیاس نانو می‌گویند. به دستکاری کنترل شده، جاگیری دقیق، اندازه‌گیری، مدلسازی و تولید مواد در مقیاس نانو می‌گویند و هدف آن تولید مواد، ابزار و سیستم‌هایی با ویژگی‌های بنیادی و عملکردهای جدید می باشدپس علم نانو علمی است برای زندگی.
یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲. تا ۱۵. نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین قطر یک مولکول دی‌ان‌ای دو رشته‌ای نزدیک به ۲ نانومتراست؛ و از سوی دیگر کوچک‌ترین باکتری ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم.[۹] یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.
2-5 نانو در کشاورزی
طبق آخرین گزارش سازمان ملل متحد ، حدود ۸۰۰ میلیون نفر از جمعیت جهان دچار فقر غذایی هستند ، شمار افراد قرار گرفته در زیر خط فقر از نظر تامین انرژی مورد نیاز روزانه ی بدن روز به روز در حال افزایش است جدید ترین پیش بینی ها حاکی از آن است. که این آمار تا سال ۲۰۲۰ میلادی به رقمی بالغ بر یک میلیارد نفر خواهد رسید و این بدان معنا ست که حفظ نوع بشر در بلند مدت و نجات خیل عظیم انسان ها از خطر گرسنگی ، نیازمند توجه ویژه ی متخصصان و سیاست مداران امروز جهان به توسعه ی پایدار وهمه جانبه ی صنعت کشاورزی است ورود نسل اول فناوری ها به عرصه ی کشاورزی ، در چند دهه ی گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز و گذر از کشاورزی سنتی به کشاورزی صنعتی گردید ، در این دوره افزایش چشمگیری در کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی صورت گرفت که البته در کنار آن استفاده ی بی رویه از منابع مشکلاتی را نیز در پی داشت.
اکنون با گذشت سال ها از وقوع انقلاب سبزو کاهش مجدد نسبت رشد تولیدات کشاورزی به جمعیت جهان ، لزوم به کارگیری فناوری های جدید در صنعت کشاورزی پیش از هر زمان دیگری آشکار است.در این بین فناوری نانو به عنوان یک فناوری بین رشته ای و پیشتاز رفع مشکلات و کمبود ها در بسیاری از عرصه های علمی و صنعتی ، به خوبی جایگاه خود را در علوم کشاورزی و صنایع وابسته آن به اثبات رسانیده است. فناوری نانو کاربرد های وسیعی در همه مراحل تولید ، فراوری ، نگهداری ، بسته بندی و انتقال تولیدات کشاورزی دارد ورود فناوری نانو به صنعت کشاورزی و صنایع غذایی متضمن افزایش میزان تولیدات و کیفیت آن ها ، در کنار حفظ محیط زیست و منابع کره ی زمین می باشد.

2-6 اهمیت وجود نانو تکنولوژی
همانگونه که اشاره شد بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال پیشرفت، برنامه‌هایی را برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتکنولوژی تدوین و اجرا می‌نمایند. اما یک سوال مهم برای کشور ما و بسیاری از کشورها که هنوز به نانوتکنولوژی به عنوان تمدن آینده علمی توجه کافی نکرده‌اند، این است که آیا باید با این روند همراه شد یا نه؟ توجه به فضای بسیار بزرگ و در حال ایجاد نانوتکنولوژی و حجم وسیع فعالیتهای مربوط به آن در دنیا، این باور را به انسان القاء می‌کند که دیر یا زود باید آینده را دید و برای ورود به آن اقدام نمود.
بسیاری از صاحب‌نظران و محققان، نانوتکنولوژی را مساوی آینده دانسته‌اند. به عنوان نمونه کمیته مشاوران رئیس‌جمهور آمریکا در علوم و فناوری در تایید برنامه ملی نانو فناوری برای سال ۲۰۰۱، از نانوتکنولوژی به عنوان محور آینده جهان یاد می‌کند. به دلیل تاثیرات این فناوری بر اکثر فناوریهای موجود، عقیده صاحب‌نظران این است که متخصصان رشته‌های مختلف بدون گرایش به مباحث مقیاس نانو در دهه‌های آینده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شکوفایی بسیاری از فناوریهای مهم ازجمله فناوری اطلاعات و بیوتکنولوژی به عنوان دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم بدون بهره‌گیری از نانوتکنولوژی دچار اختلال خواهند شد. از این جهت این مسئله برای دانشگاهیان، محققان و مسئولان هر کشور امری حیاتی است.


تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس در مورد نانو تکنولوژی و استفاده ی آن در کشاورزی تحقیق و بررسی نمایید. استفاده از این تکنولوژی چه تاثیری در کشاورزی خواهد داشت؟
تکلیف2: درباره تکنولوژی نانو تحقیق کنید و بیابید این تکنولوژی در چه بخش های مورد استفاده قرار گرفته است و چه نتایجی را در بر دارد.
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________

 
منابع مطالعه: برای کسب اطلاعات بیش تر در زمینه مطالب مرتبط این درس کتاب "مقدمه ای بر فناوری نانو" را مالعه نمایید.

تنظیم: زینب شاه مرادی