کاربرد های نانو تکنولوژی در کشاورزی
نانوفناوری در کشاورزی
برای امنیت معیشت
کاری که نانوتکنولوژی می تواند برای کشاورزی انجام دهد
۱-۱-نانو آفت کش ها و نانو کودها
۱-۲- نانو حسگرهای زیستی
۱-۳-تشخیص بیماری‌های گیاهی
۱-۴- فرآوری محصولات برداشت شده
۱-۵- دستکاری ژنتیکی گیاهان
۱-۶- نانوفناوری در بیابان زدایی
۱-۷- نانوفناوری در بهبود خاک
در مقیاس نانو، ماده خواص فوق العاده ای از خود نشان می دهد که توسط مواد حجیم نشان داده نمی شود. به عنوان مثال، مساحت سطح، ظرفیت تبادل کاتیونی، جذب یون، کمپلکس شدن و بسیاری از عملکردهای دیگر خاک رس اگر به مقیاس نانو برسد، چند برابر می شود. یکی از راه‌های اصلی تفاوت نانوذرات با مواد حجیم این است که نسبت بالایی از اتم‌های یک نانوذره بر روی سطح وجود دارد. در مقایسه با ذرات بزرگ، نانوذرات ممکن است انواع ترکیب‌های سطحی، و چگالی ها و واکنش‌پذیری متفاوتی داشته باشند و با توجه به فرآیندهایی مانند واکنش‌های جذب و ردوکس، که می‌تواند به طور سودمندی در سنتز نانومواد برای استفاده در کشاورزی استفاده شود. برخلاف اکثر سیستم‌های تولید صنعتی، تولید کشاورزی در یک سیستم باز عمل میکند و به ندرت میتوان آن را به یک سیستم منزوی تبدیل کرد. همه کره ها، یعنی ژئوسفر، بیوسفر، هیدروسفر و اتمسفر، ذاتاً به هم مرتبط هستند و در کشاورزی به یکدیگر وابسته هستند. انرژی و ماده در کشاورزی آزادانه از یک کره به کره دیگر مبادله می شود و تنها شدت آن از یک اکوسیستم محلی به اکوسیستم زمینی متفاوت است. دومین جنبه مهم کشاورزی، نیاز به نهاده ها در مقیاس عظیم است. به عنوان مثال، نیاز به نانوسیم کربن برای ۵۰ میلیون تلفن همراه ممکن است ۵۰ میلی گرم باشد، اما برای هر هکتار زمین، نیاز به کود نیتروژن در سطح بهینه می تواند ۱۰۰ کیلوگرم باشد! این برای همه نهاده ها (از جمله بذر، کود، آب و آفت کش ها) صادق است. یکی دیگر از ویژگی‌های جالب سیستم تولید مزرعه این است که کنترل سرنوشت و رفتار نانومواد، خواه به صورت عمدی (مثلاً کودهای شیمیایی) و یا ناخواسته (مثلاً نانومواد مهندسی شده مانند اکسید روی، اکسید تیتانیوم، و فریت)، زمانی که روی خاک یا گیاهان یا با آبیاری اعمال میشوند، هرگز به عنوان یک منبع نقطه‌ای باقی نمی‌مانند، بلکه در سراسر مزرعه پخش میشوند. دفع آنها را نمی توان به همان شیوه ای که برای اکثر محصولات مصرفی مدیریت کرد، بلکه مشکل دفع مشابه با نانوداروها در انسان و حیوان وجود دارد. نانومواد در مزارع را نمی توان به روشی که در کاربردهای دیگر کنترل می شود، از تلویزیون گرفته تا ماهواره، کنترل کرد، اما یک سیستم کنترل غیرفعال مبتنی بر دانش راه را هموار می کند. به طور مشابه، تحقیقات باید به سمت شبیه‌سازی خواص، رفتار، انتقال و واکنش‌پذیری نانومواد در اکوسیستم به شیوه‌ای از پیش طراحی‌شده و کل‌نگر هدایت شوند. آینده نگری و صبر برای به کارگیری فناوری نانو در کشاورزی ضروری است زیرا تولید داده ها در بیشتر زمینه های کشاورزی زمان بر و پرهزینه است و موفقیت به دلیل دخالت تعداد زیادی از متغیرها در سیستم های تولید مزرعه و به دلیل روابط پیچیده ذاتی نامشخص است.
در به رسمیت شناختن نقش نانوفناوری در کشاورزی، به‌ویژه با توجه به بهبود معیشت فقرا در کشورهای جهان سوم، اتفاق نظر وجود دارد. نانوفناوری در کشاورزی ابزاری است که می‌تواند سود بیشتری را برای کشورهای فقیر فراهم کند، زیرا در بهبود مشکلات مربوط به بهره‌وری ضعیف استفاده از نهاده‌ها، کمبود آب، شرایط بد بهداشتی و سایر مشکلات مشابهی که کشورهای فقیر تجربه می‌کنند، قدرتمند است. با این حال، کشورهای فقیر می توانند ثمرات نانوفناوری را به دست آورند، اگر متوجه شوند که هزینه آتی واردات فناوری مزرعه می تواند بیشتر از توسعه بومی آن به شیوه ای پایدار باشد. ساخت نانو در کشاورزی نانوساخت را میتوان طراحی و ساخت دستگاه‌هایی تعریف کرد که ابعاد را بر حسب نانومتر اندازه‌گیری می‌کنند. این یک زمینه پر جنب و جوش است، بنابراین انتظار می رود بسیاری از کلاس های جدید از مواد با فناوری ساخت نوآورانه در آینده ظاهر شوند.
تعمیم فرآیندهای نانوساخت با دقت دشوار است، زیرا آنها با روش هایی خاص برای نیازهای خود مواد ساخته می شوند و در بسیاری از موارد توسط حقوق مالکیت معنوی محافظت می شوند. به طور متعارف، نانوساخت می تواند با کوچک کردن ساخت مدار مجتمع شامل حذف یک اتم در یک زمان برای به دست آوردن ساختار مورد نظر (رویکرد از بالا به پایین) یا با یک طرح فرضی پیچیده تر شامل مونتاژ یک ساختار اتم به اتم (رویکرد پایین به بالا) ادامه یابد. صنعت از تکنیک‌های مختلفی از جمله رسوب فیزیکی و بخار شیمیایی، فرسایش لیزری، تخلیه قوس الکتریکی، الکترون لیتوگرافی، لیزر، نور فرابنفش، فوتون‌ها، اشعه ایکس، پرتوهای یون متمرکز، پروب‌های اسکن برای رسوب‌گذاری نانو یا نانوماشین‌کاری اتم‌ها و مولکول‌ها، ترکیبات یا ساختارها، چاپ نانو (نرم و سخت)، و خودآرایی برای تولید نانومواد/نانو محصولات یا محصولات حاوی نانومواد استفاده می‌کنند. این رویکردها، اگرچه برای اهداف صنعتی کاملاً مفید هستند (مانند ذوب مواد در دمای بالا برای جداسازی اتم ها/یون ها در حالت پلاسما)، نمی توانند برای به دست آوردن محصولات ایمن تر مورد نیاز بخش کشاورزی تکرار یا شبیه سازی شوند. نانومواد برای کاربرد در کشاورزی را می توان با ترکیب روش های بالا به پایین و پایین به بالا بر اساس درک نانودینامیک نانومواد برهم کنش و نانوساختارهای متقابل تولید کرد. از منظر محیط زیست و ایمنی زیستی، ارتباط ناگسستنی خاک رس با منشا و تکامل حیات، آنها را بسیار مطلوب می کند. نانوساخت شامل خاک رس یک زمینه متمایز است، زیرا از حوزه متداول نانوفناوری (مانند نانوالکترونیک، نانومواد) فاصله می‌گیرد و نسبت به کاربردهای معمولی (مانند تلفن‌های همراه، کامپیوتر، حسگرها، لباس‌ها و سایر محصولات صنعتی) بسیار چالش‌برانگیزتر است. زیرا خاک رس رابط بین دنیای فیزیکی و جهان بیولوژیکی است و خاک حوزه مرکزی ژئوسفر، بیوسفر، اتمسفر و هیدروسفر است، بنابراین دانشمندان خاک مسئولیت حمایت از حیات و حفاظت از محیط زیست را دارند. روش های دنبال شده در صنعت را نمی توان برای کاربرد در نانوفناوری کشاورزی شامل خاک رس کپی کرد. با این حال، سیستم خاک از قوانین تبادل یونی، جذب، دفع، تجمع، پراکندگی و حلالیت و انحلال تبعیت می کند و چنین پدیده هایی باید برای پاسخگویی سیستم به فناوری نانو استفاده شوند. به عنوان مثال، نانو کودها باید قادر به آزادسازی یون های مغذی در اشکال موجود در گیاه باشند. یکی از جنبه های کلیدی نانوساخت احتمالاً می تواند دستکاری پیوندها باشد که یک اتفاق رایج در کانی های رسی است. کانی‌های رسی دارای پیوند کووالانسی و یونی هستند، ویژگی‌ای که می‌تواند در توسعه یک سیستم کنترل غیرفعال برای دستیابی به مکانیزم تامین مواد مغذی مفید باشد.
ویراستاران Nature تخمین زدند که هر فناوری حدود ۲۰ سال طول می کشد تا از آزمایشگاه بیرون بیاید و تجاری شود. نانوفناوری در کشاورزی ممکن است چند دهه طول بکشد تا از آزمایشگاهی به زمین دیگر منتقل شود، به خصوص که باید از دام هایی که با بیوفناوری تجربه می شود اجتناب کرد. برای تحقق این امر، تأمین مالی و درک مستمر از سوی برنامه‌ریزان سیاست و مدیران علمی، همراه با انتظارات معقول، برای شکوفایی این رشته نوپا بسیار مهم است.
طبیعت معلم بزرگی است و کاربردهای نانوفناوری در کشاورزی می‌تواند با شبیه‌سازی فرآیندهای طبیعی موفقیت‌آمیز باشد. به عنوان مثال، هدف ممکن است توانمندتر کردن خاک ها به منظور بهبود استفاده کارآمد از مواد مغذی برای بهره وری بیشتر و امنیت محیطی بهتر باشد. مدیریت مواد مغذی با فناوری نانو باید بر دو پارامتر مهم متکی باشد، یعنی یون‌ها باید به شکل‌های قابل دسترس گیاه در سیستم خاک وجود داشته باشند زیرا انتقال مواد مغذی در سیستم‌های خاک-گیاه به تبادل یون متکی است. نانومواد باید فرآیندهایی مانند واکنش های جذب-واجذبی (مثلاً مواد مغذی فسفر) و حلالیت-رسوبی (مثلاً آهن)، را تسهیل کنند که در دسترس بودن مواد مغذی برای گیاهان را به میزان و شیوه ای که گیاهان می خواهند تضمین کنند. از آنجایی که کانی‌های رسی این واکنش‌ها را کنترل می‌کنند، میتوان از آنها به عنوان مخزن استفاده کرد.
مواد نانوساختار حاوی مواد مغذی گیاهی را می توان به شکل سوسپانسیون آبی و هیدروژل استفاده کرد تا کاربرد بدون خطر، ذخیره سازی آسان و سیستم تحویل راحت را ممکن سازد. به طور مشابه، با توجه به میل جذبی بالایی که این نانومواد برای ترکیبات آلی و فلزات سنگین دارند، استفاده از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و حتی نانوذرات از زنگ آهن می‌تواند برای اصلاح خاک‌های آلوده به آفت‌کش‌ها، فلزات سنگین و رادیونوکلئیدها استفاده شود. نانوذرات آهن همچنین دارای خواص اتصال عالی به خاک هستند، شبیه به نانوذرات کربنات کلسیم، که به تشکیل ریزدانه ها و درشت دانه های خاک کمک می کند. کاربردهای نانوفناوری در کشاورزی عبارتند از: ۱) فرمولاسیون نانو مواد شیمیایی کشاورزی برای کاربرد آفت کش ها و کودهای شیمیایی برای بهبود محصول؛ ۲) استفاده از نانوحسگرها/نانوبیوحسگرها در حفاظت از محصولات برای شناسایی بیماری ها و بقایای مواد شیمیایی کشاورزی؛ ۳) تشخیص بیماری های گیاهی؛ و ۴) مدیریت پس از برداشت ۵) نانو ابزار برای دستکاری ژنتیکی گیاهان ۶) بیابان زدایی ۷) بهبود خاک
نانوذرات طبیعی بیولوژیکی (نانورس، لیکوپن کاروتنوئید گوجه فرنگی، بسیاری از مواد شیمیایی مشتق شده از مواد آلی خاک، لیپوپروتئین ها، اگزوزوم ها، مگنتوزوم ها، ویروس ها، فریتین) ساختارهای متنوعی با نقش های بیولوژیکی گسترده دارند. نانوذرات بیولوژیکی اغلب زیست سازگار هستند و ساختارهای تکرارپذیر دارند. از حامل های نانومقیاس می توان برای تحویل کارآمد کودها، آفت کش ها، علف کش ها و تنظیم کننده های رشد گیاه استفاده کرد. آنها می توانند ریشه های گیاه را به ساختار خاک اطراف و مواد آلی متصل کنند و در نتیجه رواناب شیمیایی را کاهش دهند و مشکلات زیست محیطی را کاهش دهند. اینها به افزایش دسترسی زیستی مواد فعال به گیاه کمک می کند و در نتیجه میزان تلاش و ضایعات را کاهش می دهد. بعنوان مثال مشاهده شد که نانوذرات SiO۲ باعث افزایش جوانه زنی در بذر گوجه فرنگی می شود.
نانومواد بستری را برای ارائه مواد شیمیایی کشاورزی و درشت مولکول های مختلف مورد نیاز برای افزایش رشد گیاه و مقاومت در برابر تنش فراهم می کند. نانومواد مهندسی شده کنونی به چهار دسته دسته بندی می شوند، مواد مبتنی بر کربن، مواد مبتنی بر فلز، دندریمرها و کامپوزیت ها.انواع نانومواد مانند نانو آفت کش ها، نانو حشره کش ها، نانوامولسیون ها و نانوذرات با استفاده از فناوری نانو تولید میشوند.
آفت کش ها معمولاً در کشاورزی برای بهبود عملکرد و کارایی محصول استفاده می شوند. آفت کش ها را می توان بر اساس ارگانیسم هدف مورد نظرشان به عنوان حشره کش ها، علف کش ها، قارچ کش ها، نماتُدکش ها، جونده کش ها و میکروب کش ها طبقه بندی کرد. همچنین با توجه به کاربرد مورد نظر آنها به عنوان برگ زدا، خشک کننده، بخور و تنظیم کننده رشد گیاه تقسیم می شوند. نانو آفت کش ها راهی برای کنترل تحویل آفت کش ها و دستیابی به اثرات بیشتر با دوز شیمیایی کمتر ارائه می دهند. اولین نوع از آفت کش ها را می توان به شکل ماده(های) فعالی پیش بینی کرد که یا از نانومواد ساخته شده مانند نانوذرات فلزی (مانند نقره و مس) یا نانوذرات اکسید فلز (مانند اکسید روی، اکسید مس، دی اکسید منگنز، سیلیکون دی اکسید، دی اکسید تیتانیوم) هستند. سنتز و کاربرد نانو آفت کش ها با هدف افزایش کارایی و دوام یک آفت کش و در عین حال کاهش مقدار مواد فعال موجود و به حداقل رساندن یا حذف هرگونه خطر بالقوه است. بسیاری از نانوامولسیون ها با استفاده از علف کش ها و آفت کش ها فرموله شده اند. برخی از مزایای بالقوه عمده نانو امولسیون های آفت کش نسبت به روش های دیگر شامل چسبندگی قوی آنها به سطوح، نفوذپذیری بالا، و طیف وسیعی از کاربردها می باشد. در فناوری نانو، فرآیند کپسوله‌سازی به طور مکرر مورد استفاده قرار می‌گیرد و این فرآیند به دام انداختن یک ماده در ماده دیگر و تولید ذراتی با قطر چند نانومتر تا چند میلی‌متر است. دلیل اصلی استفاده از کپسولاسیون این واقعیت است که برخی از عناصر غذایی برای مدت زمان قابل توجهی در خاک باقی نمی‌مانند و یا ممکن است با سایر اجزای خاک واکنش داده و اثرات نامطلوبی ایجاد کنند. وابستگی بیش از حد به آبیاری تکمیلی، آسیب پذیری نسبت به آب و هوا و ورودی ضعیف و تبدیل انرژی از جمله مواردی است که سه موضوع غالب در سیستم تولید کشاورزی فعلی است و فناوری نانو احتمالاً می تواند تأثیر آنها را کاهش دهد.
فناوری نانو کود بسیار نوآورانه است. ریز مغذی‌ها یا درشت مغذی‌ها در نانوکودها می تواند توسط نانو مواد محصور شود، و با یک لایه محافظ نازک پوشانده شود، یا به صورت امولسیون یا نانوذرات تحویل داده شود. کاربرد نانو کودها اجازه می دهد تا مواد مغذی به تدریج و به صورت کنترل شده در خاک آزاد شود و در نتیجه از فرسایش و آلودگی منابع آب جلوگیری شود. نانوکودها عملکرد و کیفیت محصول را با راندمان مصرف بیشتر مواد مغذی بهبود می بخشند و در عین حال هزینه تولید را کاهش می دهند و در نتیجه به پایداری کشاورزی کمک می کنند. بر این اساس تلاش‌هایی انجام شده است تا با تولید نانوکودها، رهاسازی عناصر غذایی درون کودها براساس نیاز گیاه صورت گیرد. کشورهای آمریکا، چین و آلمان جزء اولین کشورهای پیش‌قدم در این راه بوده‌اند.در سال‌های اخیر، فناوری نانو به کمک موادی چون پلیمرهای زیستی، پلیمرهای معدنی، سیلیکا، پلی فسفات، واکس‌ها، رس‌‌ها، ترکیبات رس-آلی و ضایعات فرآوری شده آلی به توسعه سیستم رهایش کنترل شده کودها پرداخته است. با ظهور نانو کودها به عنوان جایگزینی برای کودهای معمولی، تجمع مواد مغذی در خاک و در نتیجه اوتروفیکاسیون و آلودگی آب آشامیدنی ممکن است حذف شود. افزودن هیدروژل ها به خاک ظرفیت نگهداری آب را افزایش می دهد و موجب مصرف بهینه کودهای شیمیایی با حذف برخی آلاینده‌های موجود و جوانه زنی بهتر گیاهچه ها و بهبود وضعیت تغدیه‌ای خاک می شود. از طرف دیگر موجب افزایش سرعت نفوذ آب در خاک و کاهش فرسایش بسترهای خاکی می شود.
فناوری نانو در توسعه‌ی حسگرهای زیستی نقش مهمی ایفا می کند و با بکارگیری نانومواد مختلف موجب تشخیص ماده‌ی مورد آزمون و تعیین مقدار آن بصورت حساستر و دقیق تر می باشد. نانوحسگرها با بکارگیری تراشه های زیستی و تکنیک‌های تجزیه ای تحلیلی، قدرت واکنش پذیری سیستم کشاورزی را نسبت به تغییرات محیطی بهبود می بخشند و بصورت وسایلی قابل حمل، کوچک، ارزان قیمت و حساس تحویل داده می شوند.
یکی از مهمترین عوامل محدودکننده‌ی کاربرد گیاهان مزرعه، بیماری‌های گیاهی می باشند. کنترل بیماری‌های گیاهی بطورمشخص برای تعیین زمان دقیق انجام اقدامات پیشگیرانه مانند استفاده از آفت کش ها ضروری می باشد. در میان بیماری‌های گیاهی، کنترل بیماری‌های ویروسی در مقایسه با سایر بیماری‌ها با چالش واگیردارشدن گیاهان دیگر روبروست و بنابراین سخت تر و با چالش بیشتری روبروست. فناوری نانو شرایط با استفاده از نانوکیت‌های تشخیصی گوناگون به منظور تشخیص دقیق و سریع نوع ویروس و پیش بینی زمان دقیق استفاده و نوع سموم را فراهم میکند. افزایش پروتئین های خاص بصورت تدریجی در حین بیماری گیاه موجب فراهم شدن مارکرهای بیماری‌زای ویروسی شده و با استفاده از نانوکیت‌های تشخیصی میتوان به نوع بیماری گیاهی پی برد.
بروز مسمومیت‌های غذایی همه ساله جان شمار زیادی از انسان‌ها را در سرتاسر جهان می‌گیرد و با احتساب نفر روزهای از دست رفته و هزینه‌های درمانی تحمیل شده، سبب اتلاف سرمایه‌های مالی و ضرردهی اقتصادی کشورهای مختلف نیز می‌گردد. قرار دادن نانوحسگرها برای تشخیص عوامل بیماری‌زا مانند انواع پاتوژن‌های غذایی نظیر اشرشیاکولای، کامپیلوباکتر و سالمونلا در درون وسایل و تجهیزات مورد استفاده جهت کشت و کار و توزیع محصول غذایی و همچنین در درون بسته‌بندی محصول فرآوری شده و یا حتی در درون خود غذا، امکان تازه نگه داشتن محصولات غذایی برای مدت زمان طولانی‌تر و جلوگیری از انتشار عوامل بیماری زا را فراهم میکند. این نانوحسگرها به روش‌های گوناگون عمل می‌کنند، به عنوان مثال، ممکن است در تماس با عامل بیماری زایی به رنگ‌های گوناگون در آیند و یا اینکه قادر به ردیابی مواد مغناطیسی هستند.
فناوری نانو شرایط اصلاح ساختار ژنتیکی گیاهان زراعی را فراهم کرده و موجب تولید گیاهان با صفات مطلوب تر می شود. فناوری نانو به منظور ایجاد ارقام جهش‌یافته‌ی جدید بجای استفاده از مواد شیمیایی خاص جهش زا مانند اتیل متان‌سولفونات و یا پرتو ایکس و پرتو گاما که عوامل جهش‌زای فیزیکی هستند از روش‌های نوین مبتنی بر علم نانو به منظور ایجاد ارقام جهش‌یافته‌ی جدید استفاده می کنند. از جمله کاربردهای فناوری نانو برای اصلاح ژنتیکی می توان تغییر رنگ دانه های برنج تایلندی از ارغوانی به سفید را نام برد.
یک راه‌حل نانوفناوری با فناوری پایین (low-tech) به‌طور گسترده با قابلیت معکوس کردن بیابان‌زدایی توسعه یافته است. بیابان زایی چیست؟ بیابان زدایی، تخریب زمین های خشک است که در طول زمان به دلیل فعالیت های انسانی یا سایر عوامل محیطی به طور فزاینده ای خشک می شوند. این می تواند در نتیجه بهره برداری بیش از حد باشد، جایی که مواد مغذی خیلی سریع از خاک گرفته شده است، بدون اینکه برای بازیابی خاک فرصت داده شود. جنگل زدایی و دوره های طولانی خشکسالی نیز از علل احتمالی بیابان زایی هستند. علت هر چه که باشد، نتیجه یکسان است،زمین بیابانی که نمی توان کشاورزی کرد. نانورس برای مقابله با این چالش جهانی بیابان‌زایی توسعه یافته است. محلول نانورس به صورت تجاری و در مقیاس تولید شده است و به طور بالقوه انقلابی در کشاورزی در سراسر جهان ایجاد کرده است. خاک رس با تکنولوژی پایین برای هزاران سال برای بهبود شرایط خاک استفاده شده است. مخلوط کردن آن با خاک های خشک می تواند به آنها کمک کند تا آب بیشتری را حفظ کنند و محصولات کاشته شده در آنها را قادر می سازد تا به مواد مغذی بیشتری برای رشد سالم دسترسی داشته باشند. با این حال، اختلاط خاک رس سنگین با خاک، کار بسیار سختی است. علاوه بر این، این فرآیند کربن ارزشمندی را که در لایه سطحی خاک رسوب کرده است در معرض عناصر قرار می دهد و باعث می شود که در جو آزاد شود. با شکستن شبکه‌های قارچی که گیاهان را در ارتباط با یکدیگر و با اکوسیستم وسیع‌تر زیرزمینی نگه می‌دارند، به سیستم‌های خاک آسیب بیشتری می‌زند. قبل از آبیاری معمولی با آب، نانورس در محلول پایه آب بر روی سطح اسپری می شود. ذرات با اندازه نانو مخلوط رسی که مخصوصاً برای خاک و شرایط محلی انتخاب شده اند، به زیر سطح و از طریق ذرات خاک به عمق بهینه (۱۰-۲۰ سانتی متر) می لغزند. نانورس به دلیل بار منفی حمل شده توسط مولکول‌های خاک رس و بار مثبت در مولکول‌های خاک شنی به خاک خشکی که با آن تماس می‌گیرد متصل می‌شود. این منجر به ایجاد یک لایه خاک رس در اطراف هر ذره خاک به طول ۲۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر به شکل دانه های برف می شود. این افزایش سطح، آب را در خاک به دام می اندازد و به آب و مواد مغذی اجازه می دهد تا قبل از خروج از خاک با خاک شنی ترکیب شوند. یک درمان با نانورس می تواند تا پنج سال مهلت استفاده داشته باشد، می تواند حفظ آب را تا ۶۵ درصد بهبود بخشد و نیاز به آبیاری آب را تا ۴۷ درصد کاهش دهد. این درمان همچنین می تواند به سادگی بدون نیاز به آموزش یا تخصص حرفه ای و با استفاده از ابزارهای رایج کشاورزی انجام شود.
استفاده از نانومواد به طور کلی خواص مکانیکی و ژئوتکنیکی خاک را بهبود می بخشد، بطور جزیی مزایای آن در زیر ارائه شده است: ۱- می توان از آن برای بهبود یا تثبیت شیمیایی یا فیزیکی خاک استفاده کرد.۲- محلول های نانو با ایجاد یک لایه بسیار نازک که ذرات را می پوشاند و از عبور آب جلوگیری می کند، می توانند خاک را ضد آب کنند. ۳- نانوالیاف پیوندهایی بین ذرات ایجاد می کند که باعث کاهش و حتی جلوگیری از ایجاد ترک های ریز روی خاک فشرده می شود. ۴-به طور کلی استفاده از مواد نانو در خاک باعث بهبود ظرفیت باربری، استحکام برشی، افزایش چگالی، کاهش شاخص های پلاستیسیته، افزایش چسبندگی و زاویه اصطکاک و سایر خواص می شود.
.webp){kind=icon}
 (1).webp){kind=icon}
.png){kind=logo}
