농업은 인간에게 음식을 제공하고 직간접 적으로. 세계 인구가 증가함에 따라 농업 과학에서 바이오 및 나노 기술과 같은 현대 기술을 사용해야합니다. 나노 기술은 100 나노 미터 (NM) 이하의 규모로 작동하는 재료, 시스템 및 프로세스와 관련하여 생산, 가공, 저장, 포장 및 운송의 모든 단계에서 농산물의 모든 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 나노 기술은 정밀 농업 기술, 영양소를 흡수하는 식물의 능력 향상, 투입, 질병 탐지 및 제어 질환, 환경 압력 및 가공, 보관 및 포장을위한 효과적인 시스템의보다 효율적이고 대상으로 사용하는 식물의 능력 향상과 같은 새로운 기술을 통해 농업 및 식품 산업에 혁명을 일으킬 것입니다. 동물 과학에서 나노 입자를 사용하여 의학의 효율성이 증가합니다. 은 및 철 나노 입자는 가축 및 가금류의 처리 및 소독에 사용됩니다. 환경 오염 수준은 나노 스마트 먼지 및 가스 센서에 의해 신속하게 평가 될 수 있습니다.
소개
모든 인간 사회에 농업의 중요성은 세계 인구가 증가함에 따라 그 어느 때보 다 특징이 있습니다. 모든 인간의 첫 번째이자 가장 중요한 요구는 음식에 필요하며, 간접적으로 농업과 관련된 인간을위한 식량 공급이 필요합니다. 개발 목표를위한 맥락으로서 농업 부문의 성장은 개발 도상국에서 필수적인 것으로 여겨진다. 이제 수년간의 녹색 혁명과 세계 인구 성장으로 농산물 비율이 감소한 후, 농업 산업에서 새로운 기술을 사용해야 할 필요성이 분명합니다. 바이오 및 나노 기술과 같은 현대 기술은 농민들이 생산하는 식품의 생산량을 향상시키고 개선하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 많은 사람들은 현대 기술이 성장하는 세계 식량 요구를 확보 할뿐만 아니라 다양한 환경, 건강 및 경제적 이점을 제공 할 것이라고 생각합니다 (Wheeler, 2005). 식량 안보는 항상 인류의 가장 큰 관심사였습니다. 국가, 지역 사회 및 정부는 오랫동안이 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 최근 수십 년 동안이 전선에서 더 큰 도전을 보았습니다. 미래는 음식 부족 문제가 크게 커지면서 더욱 어색 해 보입니다. 도전은 정체되거나 수축되는 풍경에서 더 많은 것을 생산함으로써 성장하는 인구를 공급하는 방법입니다. 입력 비용이 적고 생태계에 대한 위험이 줄어 듭니다. (익명, 2009). 그 사이에, 나노 기술은 농업 과학 및 관련 산업에서 학제 간 기술이자 문제와 부족을 해결하는 개척자로서 그 자리를 입증했습니다. 나노 기술은 농산물의 생산, 가공, 저장, 포장 및 운송의 모든 단계에서 많은 응용 프로그램을 보유하고 있습니다. 농업 및 임업에서 나노 기술의 사용은 환경 적 이점을 가질 것입니다 (Froggett, 2009). 나노 기술의 농장 응용 프로그램도주의를 기울이고 있습니다. 언제 어디서 방출되는시기와 위치를 제어하여 살충제, 제초제 및 비료를보다 효율적이고 안전하게 투여 할 수있는 나노 재료가 개발되고 있습니다 (Kuzma and Verhage, 2006). 새로운 강력한 기술로서의 나노 기술은 식품 및 농업 시스템을 크게 변화시킬 수 있습니다. 나노 기술은 세포 및 분자 생물학 및 새로운 물질에 사용하기위한 새로운 도구를 도입하여 식물 병원체를 식별 할 수 있습니다. 지금까지 농업, 식품 및 동물 과학에서 나노 기술의 수많은 응용이 제안되었습니다. 농업 및 식품 산업에서 나노 기술을 사용하면 질병 탐지, 표적 치료를위한 새로운 도구, 대상 치료, 영양소를 흡수하고 질병을 앓고 환경 압력을 견딜 수있는 능력 및 가공, 저장 및 포장을위한 효과적인 시스템을 강화하는 능력을 향상시킬 수 있습니다. 나노 기술은 식물 및 식품 과학의 문제 (수확 후 제품)에 대한 새로운 솔루션을 제공했으며, 원료의 합리적인 선택에 대한 새로운 접근법 또는 식물 제품의 품질을 향상시키기 위해 그러한 재료의 가공을 제공합니다 (Sharon et al., 2010). 스마트 센서와 스마트 전달 시스템은 농업 산업이 바이러스와 다른 작물 병원체와 싸우는 데 도움이됩니다. 가까운 시일 내에 나노 구조화 된 촉매가 이용 가능하여 살충제 및 제초제의 효율을 증가시켜 더 낮은 용량을 사용할 수있게 해줍니다. 나노 기술은 또한 대체 (재생 가능한) 에너지 공급을 사용하여 환경을 간접적으로 보호 할 것이며, 기존 오염 물질을 줄이기 위해 오염 및 청소를 줄이기 위해 필터 또는 촉매제 (Joseph and Morrison, 2006). 농업 및 식품 생산 분야의 나노 기술은 농업 토지가 정상적인 위치로 돌아 왔으며, 고성능 및 생산성을 갖춘 온실 건설, 식물 및 동물 종의 멸종 및 파괴를 방지하며 전반적인 나노 기술은 더 높은 인구를위한 농업의 효율성을 제공합니다. 농업 부문에서 나노 기술 연구 및 개발은 유전자 변형 작물, 동물 생산 투입, 화학 살충제 및 정밀 농업 기술의 다음 단계를 촉진하고 구성 할 가능성이 높습니다. 정밀 농업은 영양, 빛, 온도 등과 같은 각 성장 인자에 대한 시스템 컨트롤러가 있음을 의미합니다. 심기 및 수확 시간에 사용 가능한 정보는 위성 시스템에 의해 제어됩니다. 이 시스템을 통해 농부는 날씨가 좋지 않은 날씨 조건을 피하기 위해 심고 수확하기에 가장 좋은시기가 언제인지 알 수 있습니다. 최고 수확량, 비료, 관개, 조명 및 온도를 최대한 활용하기위한 가장 좋은시기는 모두 이러한 시스템에 의해 제어됩니다. 중요한 나노 기술 역할은 GPS 시스템 컨트롤러에서 민감한 핵 링크를 사용하는 것입니다. 나노 화학 살충제는 이미 사용 중이지만 다른 응용 분야는 여전히 초기 단계에 있으며 상용화되기까지 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 이러한 응용 프로그램은 대규모, 화학 및 자본 집약적 농업 시스템이 직면 한 일부 한계와 과제 중 일부를 해결하기위한 것입니다. 여기에는 토양의 미세 조정 및보다 정확한 미세 관리가 포함됩니다. 입력의보다 효율적이고 타겟팅 된 사용; 해충 방제를위한 새로운 독소 제형; 새로운 작물과 동물 특성; 대규모 및 균일 한 생산 시스템의 맥락에서 농업 관행 및 제품의 다양 화와 차별화 (Kumar, 2009). 나노 기술과 농업 과학의 관계는 다음 분야에서 조사 될 수 있습니다. 농업 및 영양 시스템의 보안 필요; 식물 질병의 예방 및 치료를위한 지능형 시스템; 세포 및 생물학적 연구의 발전을위한 새로운 도구 만들기; 농업에서 얻은 재활용 폐기물. 나노 기술을 사용함으로써 식물 성장 능력이 증가하고 최고의 수확 시간은 최고 성능을 달성하기 위해 결정됩니다. 최근 수십 년 동안 산업 및 도시 폐수에 존재하는 위험한 요소와 화합물이있는 농업 토지와 토양 오염은 세계에서 작물과 식품 생산을 제한하는 가장 중요한 요소입니다. 나노 구조화 된 촉매는 농업 생태계의 유해한 구성 요소를 금고로 제거 할 수 있습니다. 이 주제는 생리 학적 식물 질병의 관점에서 중요합니다. 식중독, 유기농 제품 및 마침내 건강한 제품의 생산을 제거하십시오. 이 나노 기술 응용 프로그램은 오염을 줄이고 산업 폐수 처리를위한 나노 필터, 가스 오염 물질 처리를위한 나노 파우더 및 청정 수소 연료를위한 나노 튜브를 사용하여 오염을 줄이고 농업을보다 환경 친화적으로 만드는 데 도움이 될 것입니다 (Anonymous, 2009).
나노 기술 과학이란 무엇입니까?
나노 기술은 화학자, 물리학 자, 생물 학자, 의료 의사 및 엔지니어와 같은 다양한 응용 과학에 입력 한 학제 간 분야입니다. 원자, 분자 및 수퍼 분자 차원을 가진 재료를 이해하고 조작 및 측정하기위한 대상 연구 개발을 나노 기술이라고합니다. 나노 기술은 100 나노 미터 (NM) 이하의 규모로 작동하는 재료, 시스템 및 프로세스와 관련하여 잠정적으로 정의되었습니다. 나노 미터는 1 억 미터입니다. 전체 나노는 1 나노 미터 (nm)와 100 nm 사이의 크기 스케일을 나타냅니다. 비교를 위해, 가시 광의 파장은 400 nm에서 700 nm 사이입니다. 백혈구의 크기는 10000 nm, 박테리아 1000-10000 nm, 바이러스 75-100 nm, 단백질 5-50 nm, 데 옥시 리보 핵산 (DNA) ~ 2 nm (너비)이며,이 규모의 물리적, 생물학적, 화학적 특성은 서로 다른 것들로부터, 비 expected boctions의 원자 ~ 0.1 nm을 가지며,이 규모의 물리적, 생물학적 및 화학적 특성은 서로 고유합니다. 나노 기술은 주제를 바이러스 및 기타 병원체 척도로 고려합니다. 또한 병원체를 식별하고 제거 할 가능성이 높습니다. (Fredicala, 2009; Prasanna, 2007). 최근 나노 기술에 의해 얻어진 나노 분자; 이들 구조에 의한 화학 반응에 대해 나노 스케일 수준에서 조작 가능성이있다. 나노 재료는 매우 작은 크기의 구성 요소로 구성되며, 이러한 구성 요소는 거시적 수준에서 재료의 특성에 영향을 미칩니다. NAN 입자는 제초제, 화학 물질 또는 유전자를 함유 한 ‘마법의 총알’역할을 할 수 있으며, 이는 특정 식물 부품을 대상으로 함량을 방출합니다. NAN 캡슐은 큐티클과 조직을 통한 제초제의 효과적인 침투를 가능하게하여 활성 물질의 느리고 일정한 방출을 허용 할 수있다 (Perea-De-Lugue and Rubiales, 2009). Nano 수준에서 생물학과 기술의 수렴을 나노 생명 공학이라고합니다. Nan Biotechnology는 학제 간 연구 분야이며 화학자, 물리학 자, 생물 학자, 의료 의사 및 엔지니어의 협력 작업을 기반으로합니다 (Prasanna, 2007). 나노 폴리머 및 나노 쉘은 다른 과학에 많은 응용을 갖는 가장 중요한 나노 화합물입니다. 나노 폴리머는 나노 합성을 통해 달성되는 3 차원 분자이며, 나노 쉘은 유전체 코어 및 금 코팅이 매우 얇은 나노 입자이다.
동물 과학에서 나노 기술의 응용
나노 기술은 길 들여진 동물의 수의학 및 치료에 미래의 접근 방식에 대한 잠재력과 능력을 가질 것입니다. 나노 기술은 길 들여진 동물을위한 식품, 수의학 관리 및 처방약 및 백신을 제공하기위한 적절한 솔루션을 제공 할 수 있습니다. 캡 및 일부 특정 효소 및 단백질의 보호를위한 나노 캡슐의 사용은 특정 상황에서 수율과 효과를 증가시키기 위해 가축 및 가금류 식품 배급에 효과적 일 것입니다. 항생제, 백신 및 프로바이오틱스와 같은 특정 약물을 복용하는 것은 나노 수준에서 사용될 때 치료 감염, 영양 및 대사 장애에 더 효과적입니다. 의학 사용은 나노 수준에 있으며 의학의 효율을 증가시키기위한 생물학적 장벽을 제거하기위한 다자 특성이 있습니다. 약물, 자체 규제 능력 및 계획된 용량의 방출에 대한 적절한시기는 약물 치료에서 나노 기술을 사용하는 주요 이점입니다. 은 나노 입자는 강한 방부제 (항균 및 항균제)로 간주되었으며 가축 및 가금류 장소에서 소독에 널리 사용됩니다. 암 치료에서, 나노 입자는 막 수용체 암 세포에 연결되고, 암 세포는 나노 입자에 의해 생성 된 적외선 파에 의해 온도를 55 ℃로 증가시켜 파괴된다. 또한 철 나노 입자는 자기 방사선을 생성하여 암 세포를 파괴합니다. 가축의 적절한 시간과 크로스 관리는 유제품 농장에서 비용과 오랜 시간이 필요합니다. 가축의 피부 내부에 나노 튜브를 사용하면 발정 및 에스트로겐 호르몬의 최고 실시간과 정확하고 실제 시간 수정이 나타납니다 (Chakravarthi and Balaji, 2010; Patil, et al., 2009; Scott, 2005).
해충 및 식물 질병 관리에서 나노 기술의 응용
오늘날 살충제, 살균제 및 제초제와 같은 화학 물질의 사용은 해충과 질병을 조절하는 가장 빠르고 저렴한 방법입니다. 또한 생물학적 제어 방법은 현재 매우 비쌉니다. 살충제의 통제되지 않은 사용은 인간 건강에 부작용, 곤충과 가축을 수분시키는 부작용, 토양과 물 에이 물질을 들어가고 생태계에 대한 직접적이고 간접적 인 영향과 같은 많은 문제를 일으켰습니다. 나노 스케일에서 화학 물질을 지능적으로 사용하는 것은이 문제에 적합한 솔루션이 될 수 있습니다. 이 재료는 질병이나 해충에 의해 공격을받은 식물의 일부에 사용됩니다. 또한 나노 규모의 이러한 운반체에는 자체 조절이 있습니다. 이는 필요한 양의 약물이 식물 조직으로 만 전달됨을 의미합니다. 나노 기술은 농업 과학에 도움을주고 나노 입자와 나노 캡슐을 사용하여 전달, 흡수,보다 효과적이고 환경 친화적 인 능력으로 나노 입자와 나노 캡슐을 사용하여 생산 살충제 및 화학 비료를 통해 환경 오염을 줄입니다. 및 낮은 용량을 갖는 살충제의 적용을위한 살충제의 효율을 증가시키기위한 나노 결정의 생산. 활성 성분 또는 약물 분자의 전달을위한 나노 입자는 식물의 모든 병리학 적 고통의 치료를 위해 가까운 시일 내에 주도 할 것입니다. 중합체 나노 입자, 산화철 나노 입자 및 금 나노 입자를 포함한 수많은 나노 물질이 있으며, 이는 살충제 또는 약물 전달 돼지 백으로 쉽게 합성되고 이용 될 수 있습니다. 이들 나노 입자의 약동학 적 파라미터는 크기, 모양 및 표면 기능화에 따라 변경 될 수있다. 또한 약물 방출의 동역학 프로파일을 변경하는 데 사용될 수 있으며, 빈번한 투약에 대한 요구 사항이 감소 된 약물의 지속적인 방출을 초래할 수 있습니다 (Sharon et al., 2010). 질병은 작물 생산성을 제한하는 주요 요인 중 하나입니다. 질병 관리의 문제는 정확한 예방 단계를 감지하는 것입니다. 살충제의 대부분은 잔류 독성 및 환경 위험을 초래하는 예방 방식으로 적용되며, 다른 한편으로는 질병의 출현 후 살충제 적용으로 인해 어느 정도의 작물 손실이 발생합니다. 다른 질병 중에서, 바이러스 성 질병은 벡터에 의한 질병의 확산을 막아야하기 때문에 통제하기가 가장 어렵다. 그러나 일단 증상이 나타나기 시작하면 살충제 적용은 그다지 많이 사용되지 않을 것입니다. 따라서, 바이러스 DNA 복제 단계 또는 초기 바이러스 단백질의 생성과 같은 정확한 단계의 검출은 질병, 특히 바이러스 질환의 조절의 성공의 핵심이다. 다중화 진단 키트 개발을 포함한 나노 기반 바이러스 진단은 바이러스의 정확한 균주와 질병을 막기 위해 일부 치료의 적용 단계를 감지하기 위해 추진력을 취했습니다. 질병 단계를 정확하게 나타내는 바이오 마커의 탐지 및 활용은 또한 새로운 연구 영역입니다. 건강한 상태와 병에 걸린 상태에서 차등 단백질 생산을 측정하면 감염주기 동안 여러 단백질의 발달이 확인됩니다. 이 나노 기반 진단 키트는 탐지 속도를 증가시킬뿐만 아니라 탐지의 힘을 증가시킵니다 (Prasanna, 2007). 앞으로, 새로운 특성을 가진 나노 스케일 장치는 농업 시스템을 “스마트”로 만드는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 장치를 사용하여 농부가 보이기 전에 식물 건강 문제를 식별하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 장치는 적절한 치료 조치를 취함으로써 다른 상황에 대응할 수 있습니다. 그렇지 않다면, 그들은 농부에게 문제를 경고합니다. 이러한 방식으로 스마트 장치는 예방 및 조기 경고 시스템으로 작용합니다. 이러한 장치는 나노 의학이 인간의 약물 전달에 영향을 미치는 것과 같은 방식으로 제어되고 표적화 된 방식으로 화학 물질을 전달하는 데 사용될 수 있습니다. 나노 의학 발달로 인해 우리는 정밀도가 높은 동물의 암과 같은 다른 질병을 치료할 수있게되기 시작했으며 (특정 조직 및 기관에) 표적 전달이 성공적으로 성공하게되었습니다 (Joseph and Morrison, 2006).
식품 산업에서 나노 기술의 응용
산소는 식품 포장에 문제가있는 요인입니다. 음식 부패와 변색을 일으킬 수 있기 때문입니다. 식품 산업에서 나노 기술의 응용 중 하나는 식품 포장 산업을위한 새로운 플라스틱을 개발하는 것입니다. 나노 입자는 이들 플라스틱의 생산에 사용된다. 나노 입자는 새로운 플라스틱에서 지그재그로 발견되어 장벽으로 산소의 침투를 방지했습니다. 다시 말해, 패키지에 들어가기위한 산소는 더 긴 경로 중에야하고, 따라서 산소 분자를위한 긴 경로를 사용하면 나중에 음식을 망칠 수 있습니다. 최근에, 나노 코팅은 과일을 완전히 덮고 과일 체중 감량과 수축을 방지하는 과일을 위해 생산됩니다. (Fredicala, 2009). 제품 선반 생활을 최적화하기 위해 스마트 포장을 개발하는 것이 많은 회사의 목표였습니다. 이러한 포장 시스템은 작은 구멍/눈물을 수리하고 환경 조건 (예 : 온도 및 수분 변화)에 반응하며 음식이 오염 된 경우 고객에게 경고 할 수 있습니다. 나노 기술은 이들에 대한 솔루션을 제공 할 수있다. 예를 들어 포일의 침투 거동을 수정하고, 장벽 특성 (기계적, 열, 화학 및 미생물), 기계적 및 열 저항 특성 개선, 활성 항균 및 항진균 표면 및 감각을 발달시킬뿐만 아니라 미생물 학적 및 바이오 chem 스케일 링 (Joseph and Morron, 200); al., 2003). 나노 기술에 의해 코팅 된 효소를 사용하여 환경에서 멀어지고 작업을 방지 할 수 있습니다. 따라서 영양소 부패가 연기되고 장수가 증가합니다. 에틸렌 흡수제는 나노 기술에 의해 생성되는 가장 중요한 물질입니다. 흡수성 에틸렌 나노 물질은 과일 (에틸렌 가스에 의해 과일 붕괴 증가)에 의해 생성되는 에틸렌 가스를 흡수하고 장기간 과일의 지속성을 증가시킨다. 나노 바코드 및 나노 가공은 또한 농산물의 품질을 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. Cornell University의 과학자들은 식료품 바코드 개념을 사용하여 저렴하고 효율적이며 빠르고 쉬운 해독 및 질병의 탐지를 사용했습니다. 그들은 형광성 기반 장비를 사용하여 쉽게 감지 할 수있는 농장에서 여러 병원체를 태그 할 수있는 미세한 프로브 또는 나노 바코드를 생산했습니다. 이 진행중인 프로젝트는 일반적으로 비 훈련 개인이 사용할 수있는 휴대용 현장 탐지기를 개발하는 것을 목표로합니다 (Li et al., 2005). 나노 기술의 출현으로 기존의 바코드와 동일한 기능을 수행 할 수있는 나노 기반 바 코드도 제공되므로 식품의 품질을 추적하고 제어하는 데 도움이되며 모든 관련 세부 정보를 분으로 제공합니다 (Prasanna, 2007). Biosensor는 세포, 효소 또는 항체와 같은 생물학적 성분으로 구성되며, 작은 변환기에 연결된 한 시스템으로 구동되는 장치는 전원 (일반적으로 다른 형태로)을 두 번째 시스템에 공급합니다. 바이오 센서는 테스트 된 물질의 농도가 매우 낮더라도 시험 물질을 측정하고 식별하는 데 사용되는 세포 및 분자의 변화를 검출합니다. 물질이 생물학적 성분과 결합 할 때, 트랜스 듀서는 물질의 양에 비례하는 신호를 생성한다. 따라서 특정 음식에 많은 농도의 박테리아가있는 경우, 바이오 센서는 음식이 안전하지 않다는 것을 나타내는 강한 신호를 생성합니다. 이 기술을 통해 대량의 음식을 소비의 안전을 쉽게 확인할 수 있습니다 (Johnson, 2005).
나노 섬유
생물학적, 화학 및 물리적 과정을 사용한 나노 기술은 농산물의 잔류 물질을 에너지 및 산업 화학 물질로 재활용하는 데 중요한 역할을합니다. 예를 들어면이 직물이나 의복으로 가공 될 때 일부 셀룰로오스 또는 섬유는 폐기물로 폐기되거나 면봉, 원사 및 면화 타격과 같은 저가 제품에 사용됩니다. 새로 개발 된 용매와 전기 회전이라는 기술을 사용하여 과학자들은 비료 또는 살충제 흡수제로 사용될 수있는 100 나노 미터 직경의 섬유를 생성합니다. 이러한 고성능 흡수제는 원하는 시간과 위치에서 표적화 된 적용을 허용합니다 (Lang, 2003). 나노 섬유는 또한 화학 살충제를 캡슐화하고, 환경과 물 및 토양 오염에서 화학 살충제의 산란을 예방하는 데 사용됩니다. 이 기술은 화학 살충제 내구성 및 보안 응용 프로그램을 증가시킵니다. 섬유가 생물학적으로 저하되면 토양에서 화학 물질이 천천히 방출됩니다. 소수성 유기 오염 물질이 물을 통해 토양에 들어가면 물 불용성 고체에 쉽게 흡수됩니다. 다공성 나노 정치는 오염 물질 분자와 매우 유사하며 토양과 물의 유기 오염 물질을 분리하는 데 가장 적합한 수단을 고려합니다. 유사한 나노 섬유 기반 직물이 병원체를 포착하고 분리하기위한 검출 기술 플랫폼으로 사용되고 있습니다. 이 직물의 나노 섬유는 특정 병원체에 대한 항체가 내장된다. 직물은 표면을 가로 질러 닦아 내고 병원체가 존재하는지 여부를 결정하기 위해 테스트 할 수 있으며, 아마도 색의 변화에 의해 그들의 존재를 나타냅니다 (Hager, 2011).
나노 여과
세계의 담수에 대한 수요가 많기 때문에 담수 생산에 새로운 방법을 개발하는 것이 필수적입니다. 나노 입자와 나노 여과를 사용하면 속도와 정확성으로 물을 정제하고 개선 할 수 있습니다. 또한, 나노 필터는 미생물 오염 물질을 제거하는 데 광범위한 적용을 가지고 있습니다. 물 담수화를위한 새로운 방법에서, 뜨거운 바닷물은 작은 구멍 (나노 홀)을 갖는 탄소 나노 튜브 멤브레인의 얇은 시트를 통과합니다. 증기 만이이 구멍을 통과하고 물, 소금 및 기타 미네랄의 액체는 막에 남아 있습니다. 냉수 용기는 막의 반대편에 위치하고 있으며,이 증기는 그것을 통과 할 때 액체로 다시 변환됩니다. 탄소 나노 튜브의 가장 중요한 특징은 다음을 포함 할 수 있습니다 : 더 작고 밀도가 높은 구멍; 각 구멍을 통과하는 높은 유량을 허용합니다 (Thorsen and Flogstad 2006). 유제품의 가공에서 나노 필터에도 사용됩니다. 나노 필터는 선택적 통과 입자를 제공합니다. 또한 나노 여과는 식품 산업 및 병원성 요인의 대사 산물 품질 관리를 감지하는 데 사용되며 식품 포장 및 저장의 주요 변화입니다 (Yacubowicz and Yacubowicz, 2007).
나노 테크 센서
나노 기술에 의해 얻어지는 스마트 센서는 동물 및 식물 병원체로 트랙 탐지 및 제어를위한 강력한 도구입니다. 농업 및 식품 시스템에서 매우 적은 양의 화학 오염 물질, 바이러스 또는 박테리아의 검출은 나노 규모의 통합 센서로서 함께 작동하는 화학, 물리적 및 생물학적 장치의 통합으로 인해 구상됩니다. 바이오 분석 나노 센서는 생물학을 센서의 일부로 사용하거나 생물학적 샘플에 사용됩니다 (Scott and Chen, 2003). 위니펙 매니토바 대학교에서 미세 전자 및 나노 기술이 결합되어 저장 중 곡물 부패를 조기에 감지하는 데 농민들이 곡물 부패를 조기에 감지하는 데 도움이되는 작은 센서를 만들었습니다. 이 센서는 전기 공학, 곤충학 및 화학의 동료들과 함께 바이오 시스템 및 엔지니어링 부의 연구 개발 엔지니어 인 Suresh Neethirajan에 의해 개발되었습니다. 독립형 센서는 한푼의 크기이며 부패의 수준과 원인을 결정하기 위해 10 억 수준의 이산화탄소 및 오두막 구조 화학 물질을 감지 할 수 있습니다. Neethirajan은“곡물에는 2 ~ 3 개의 주요 곤충이 있습니다. “각 곤충은 곡물 빈 내부에 특정 화학 물질을 생산합니다. 마찬가지로, 곡물에 곰팡이가 감염되면 다른 화학 물질을 생성합니다. 우리의 특정 센서에는 7 개의 칩이 있으며 어떤 곤충이나 곰팡이가 부패를 일으키는 지 식별합니다.” 또한 센서는 또한 이산화탄소의 변화를 측정하여 저장된 곡물의 초기 및 지속적인 악화를 감지합니다. 부패의 원인이 확인되면 특정 처리를 사용하여 문제를 해결할 수 있습니다. Neethirajan은“우리는 또한 센서를 무선으로 구축 할 것을보고 있습니다 힐파머.
그는 여러 센서가 곡물 전체에 분산되어 문제 영역을 정확히 찾아 내고 중앙 허브와 통신 할 것이라고 생각합니다. Central Hub는 농부가 곡물 쓰레기통을 방문하지 않고도 매일 곡물을 모니터링 할 수 있도록 핸드폰과 같은 가정용 컴퓨터, 웹 사이트 또는 개인 모바일 장치를 자동으로 업데이트합니다. 부패가 심해지기 전에 부패를 잡고 치료함으로써 추가적인 이점은 화학적 사용 감소와 더 나은 곡물 품질을 포함 할 수 있습니다 (Hager, 2011). 나노 기술 지원 장치의 주요 역할 중 하나는 실시간 모니터링을 위해 GPS 시스템에 연결된 자율 센서의 사용 증가입니다. 이 나노 센서는 현장 전체에 배포되어 토양 조건과 작물 성장을 모니터링 할 수 있습니다. 궁극적으로, 스마트 센서의 도움을 받아 정밀 농업은 정확한 정보를 제공함으로써 농민들이 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 농업의 생산성 향상을 허용 할 것입니다 (Joseph and Morrison, 2006). 나노 스마트 먼지와 가스 센서는 공기 중 오염 물질과 먼지의 양을 결정하는 데 사용됩니다. 몇 분 안에이 센서 (나노 기술에 의해 만들어진)에 의해 환경에 오염 물질의 존재를 평가할 수있다 (Scott and Chen, 2003).
농업에서 나노 기술의 적용
일반적으로 정밀 농업은 농장 관리의 새로운 태도입니다. 나노 센서를 사용하면 농장의 모든 작은 부분이 비료와 화학 살충제에 필요한 양이 결정됩니다. 따라서 입력의 사용은 최적이며 안전한 제품이 될 것이며 경제 효율성이 높아집니다. 나노 센서는 농민들에게 정확한 통제력을 가진 농장을 유지하는 데 도움이되고 식물의시기 적절한 요구를보고합니다. 나노 센서와 나노 기반 스마트 전달 시스템은 정밀 농업을 통해 물, 영양소 및 화학 물질과 같은 농업 천연 자원의 효율적인 사용에 도움이 될 수 있습니다. 농장 관리자는 필드의 위성 이미징으로 나노 재료 및 글로벌 포지셔닝 시스템을 사용하여 농작물 해충이나 가뭄과 같은 스트레스의 증거를 원격으로 감지 할 수 있습니다. 해충이나 가뭄이 감지되면 농약 응용 또는 관개 수준을 자동으로 조정합니다. 현장에 분산 된 나노 센서는 또한 식물 바이러스의 존재 및 토양 영양소의 수준을 감지 할 수 있습니다. 나노 비료는 식물에 빠르고 완전히 흡수 될 것입니다. 나노 캡슐화 된 느린 방출 비료도 비료 소비를 절약하고 환경 오염을 최소화하는 경향이되었습니다. 나노 기술에 의해 만들어진 슈퍼 워터 흡착제는 건조하고 반 아이어 리드 지역에서 물을 저장하고 보호하는 데 중요한 역할을합니다. Nanotechnology는 다음과 같은 농업 기계 분야에서 많은 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 기계적 화학 잡초 제어를 위해 나노 코팅을 사용하고 스마트 머신에서 바이오 센서의 사용으로 강력한 기계적 구성 요소를 생산합니다. 마찰을 줄이기위한 베어링의 생산 나노버; 대체 연료 생산에 나노 기술의 사용과 환경 오염을 줄입니다. 나노 기술은 또한 작물 식물의 유전자 구성을 수정하여 작물 식물의 추가 개선을 돕는 능력을 보여 주었다 (Derosa et al., 2010; Jones, 2006).
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