纳米技术的应用领域 纳米技术的应用 生活中纳米技术的应用( 二 )



6. 来自南澳大学Enzo Lombi等发表题为“A One Health approach to managing the applications and implications of nanotechnologies in agriculture”的观点文章 。该文章关注纳米颗粒的具体情况 , 并建议需要一种以One Health概念为基础的跨学科方法来支持这些技术的可持续发展 。

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该文认为农业纳米技术的大规模释放会以各种方式增加人类的暴露 。首先 , 通过食品链的“污染”与用于生产的ENM 。此外 , 尽管目前通过食品和饮料进行的人体暴露仅限于相对较少的ENM类别 , 但将开发的农业纳米技术的范围将更加多样化 , 并且在某些情况下 , 将直接携带有毒物质(即 , 纳米传递) 。

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因此 , 该文提出了应该引进One Health的原则和方法 , 如下图:

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7. 来自奥克兰大学Melanie Kah等发表题为“Nano-enabled strategies to enhance crop nutrition and protection”的综述文章 。该文章介绍了纳米技术在改善作物生产 , 满足全球对食品 , 饲料和燃料的需求 , 同时实施可持续农业上的应用 。

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图. 当前作物生产背景的关键数据 。
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相对于非纳米 , 不同纳米农用化学品的田间规模性能 。

8. 来自美国加州大学河滨分校Juan Pablo Giraldo等发表题为“Nanobiotechnology approaches for engineering smart plant sensors”的综述文章 。该文章讨论了基于智能纳米生物技术的传感器的设计和接口 , 通过光学 , 无线或电信号向农业和表型设备报告与健康状态相关的植物信号分子 。同时还提出了一个综合的 , 前瞻性的愿景 , 即纳米技术如何能够实现与电子设备通信并启动电子设备的智能工厂传感器 , 以监控和优化单个植株的生产力和资源利用 。

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该文章设想基于智能纳米生物技术的传感器 , 通过光学和无线信号报告植物健康状况 , 并微调农业设备响应(图1) 。纳米传感器有望将植物化学信号转化为数字信息 , 以便通过电子设备实时监测植物健康状况 。这些用于精确检测单个植物中的胁迫或资源缺乏的纳米生物技术方法将有助于通过促进耐受性变种的化学表型的高通量筛选来改进植物育种的表型分型技术 。通过纳米生物技术设计的智能植物传感器将能够向现有农业设备报告作物健康状况 , 以促进向自动化方法的过渡 , 从而精确有效地利用资源(如下图) 。

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图. 用于植物信号分子的遗传编码的纳米级传感器具有通过工程纳米材料递送至植物基因组的潜力 。
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图. 基于纳米材料的传感器允许实时地对植物信号分子进行体内光学监测

综上 , 虽然纳米材料在农业中的应用遇到一些挑战 , 但是我们有理由相信纳米材料将在未来的农业 , 尤其是作物生产中 , 发挥举足轻重的作用!
参考文献:
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0464-4
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0468-0
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0463-5
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0461-7
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0439-5
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0460-8
http://www.nature.com/articles/s41565-019-0470-6