النانو تكنولوجي حل مشكله مقاومه الآفات 

أكثر مشكلة تواجه مطبقي المبيدات هي مشكلة مقاومة الآفات وخاصة مبيدات الصحة العامة وتلك المشكلة تدفع كثيرا من مطبقي تلك المبيدات إلى التغيير المستمر لأنواع المبيدات المستخدمة كما يدفعهم إلى اللجوء إلى المبيدات الزراعية في بعض الأحيان حتى نحصل على نتيجة مرجوة من التخلص من الآفة وهذا بدوره قد يؤثر على صحة الانسان وايضا يؤثر على سميه البيئة ناهيك عن زيادة التكلفة على العميل. هذا عمل على دفع العلماء للبحث عن بدائل للمبيدات عموما، ولكن تلك البدائل لم تأت بالنتيجة المرجوة التي يرغب بها العميل. ولكن حديثا تم التوصل تقنية النانو تكنولوجي.

ما هي تقنية النانو تكنولوجي؟

هي إنتاج مركبات كيميائية صغيرة الحجم جدا بحيث تصل إلى الغرض من المادة الكيميائية بسهولة وبدون ان تسبب أذية للكائنات الغير مستهدفة سواء للانسان او الحيوان او حتى البيئة.

كما ان السبب في ظهور ظاهرة مقاومة الآفات للمبيدات هي كثرة استخدامها بتركيزات عالية ويتم الاستخدام بتركيز عالي حتى نعوض الفاقد من المبيد وهذا بدوره يعمل على تأقلم الآفة مع الوقت وخاصة الحشرات الطائرة مثل الذبابة المنزلية. 

ظهرت تلك التقنية في كثير من المجالات سواء الطبية أو الصناعية او الزراعية ونعني بذلك أنها تطبق لإنتاج العقاقير ومستحضرات التجميل وأدوات التنظيف و مغذيات النباتات. وذلك نظرا لأنها تعمل على وصول التركيز المطلوب لغرضه الأساسي دون زيادة.

طرق تحضير المركبات النانونيه:

هي عباره عن انتاج ماده حجمها من 1 الى 100 نانوميتر ويوجد طرقتين وهما

1. 1. Top- down method

وهي تكسير المادة الصلبة الى حبيبات صغيره باستخدام قوى خارجية قد تكون فيزيائية او كيميائية او حرارية لتوليد الطاقة اللازمة لتحطيم المادة إلى أجزاء النانو.

2. 2. Bottom-up method

وهي دمج ذرات او جزيئات السائل مع الغاز.

مقارنة بين المبيدات العادية ومبيدات تقنية النانو تكنولوجي:

صور تحضير المبيدات النانوية:

1. 1. نانوجيل nano gel

ولا ننسى أن كثيرا منا يستخدم الفرمونات في مكافحة آفات الصحة العامة كنوع من حصر أعداد الحشرات الطائرة في الموقع بإضافتها في المصايد البيولوجية وجميعنا يعلم انها تحتاج الى التغيير اسبوعيا وهذا مكلف ومتعب في نفس ذات الوقت فبتالي تم تحضير تلك الفرمونات في صورة نانو جيل والذي له درجة ثبات أكثر من 30 أسبوع في حين ان الفرمون العادي صلاحيته لا تتعدى الثلاث اسابيع ولا يحتاج الى المصائد فهو محضر في صورة جيل يتم تطبيقه مباشره في اماكن محدده

2- مستحلبات النانونية nanoemulsion 

والتي لا تختلف عن المستحلبات العادية (وهما عباره عن انتشار وجهين سائلين أحدهما في الآخر) سوى في حجم الحبيبات والتي بدورها تعمل على تغيير حاله الاتزان في كلا النوعين ومساحه السطح الفعال للمادة الفعالة والتي تزيد في حاله المستحبات النانونية عنها في العادية.

3- المعلقات النانونية nanosuspension

وهي انتشار حبيات صلبه في حجم النانو داخل جزء سائل وهي تستخدم لزيادة ثبات المستحلبات النانونيه.

طرق تطبيق المبيدات النانونية:

قد تكون نفس طرق تطبيق المبيدات التقليدية ولكن ليس جميعها فلا يمكن تطبيق المركبات النانونيه بأجهزة الفوجر او ULV حيث انها تقوم بضغط المبيدات لإخراجها في حجم أصغر ولا يوجد أصغر من مركبات النانو، وأيضا لا تحتاج المبيدات النانونيه الى مصائد بيولوجيه فهي محضره بصوره تحميها من التحطم وبشكل لا ينفر من الآفة وبتالي فهي توفر كثير من مستلزمات المكافحة.

ميكانيكية الفعل السام للمبيدات النانونية:

هناك ميكانيكيات عديده للفعل السام حسب المادة الفعالة المستخدمة ومنها:

1-تثبط انزيم الاستيل كولين استريز في الحشرة كما في حبات الفضة النانونيه.

2- تثبط مستقبلات السيتوكروم داخل الخلية. كما في حبيبات البوليسترين النانونيه.

4-تثبط انزيمات مضادات الاكسدة في الحشرة مما يسبب زيادة ضغط الاكسجين وموت الخلايا. كما في حبيبات أكسيد الجرافين والفضه النانونية.

5- تثبيط انزيم التربسين مما يوقف عمليه التطور ووقف إتمام دورة الحياة. كما في حبيبات الذهب النانونيه.

6- تقليل نفاذية غشاء الخلية مما يعمل على دنترة الإنزيمات وموت الخلية. حبيبات المعادن النانونية.

7- تقليل تخليق البروتينات اللازمة لعمليه التطور. كما في حبات الفضة النانونيه.

8- الارتباط بكيوتيكل الخلية مما يسبب في جفاف الخلايا وموت الحشرة. كما في حبيات أكسيد الألمونيوم واكسيد السيلكون النانونية

أمثلة على المبيدات النانونية:

 وقد تم تحضير تلك المبيدات في 2010 وتم تطبيقها بنجاح، ولكن على الآفات الزراعية بشكل أوسع من الصحة العامة. واغلبها مستخلصات حيوية من نباتات او فطريات او بكتريا تكافح الحشرات وخاصة في الطور اليرقي منها.

وسنلاحظ ان تلك المستخلصات مكلفه جدا وقد باءت بالفشل حين تم إنتاجها بالطريقة التقليدية، ولكن مع تقنية النانو أصبحت ذات فاعلية. وفيما يلي نعرض امثله لتلك المبيدات 

سميه المبيدات النانونية:

كما أشرنا سابقا بانها مركبات جديده ولها خباياها وقد اوضحنا انها مركبات صغيره الحجم صديقه للبيئة وذات سيمه منخفضة على الكائنات الغير مستهدفه وبخاصه الانسان. ولكن عند التطبيق بشكل خطأ قد يسبب أمراض غاية في الخطورة منها:

1. 1. تشوهات مورفولوجية وتلف للمادة الوراثية لكل من الكائنات الفقارية واللافقارية كما في حالة التعرض الى حبات الفضة النانونية بالإضافة الى التأثير الضار على النشاط الانزيمي لكثير من الكائنات الغير مستهدفه.
   2. وبما ان اغلب المركبات النانوية تقوم بالفعل السام عن طريق زيادة ضغط الأوكسجين في انسجه خلايا الحشرات وذلك باختراق الهيكل الخارجي للحشرة ثم ارتباطها بعنصر الكبريت في البروتين أو الفوسفات الموجودة في المادة الوراثية داخل الخلية مما يعمل على دنتره البروتينات المكونة للأعضاء والانزيمات وموت الخلية. وبالمثل يمكن ان يحدث مع الفقاريات عند التعرض لها بطريقه خطأ حيث يمكنها ان تخترق غشاء خلايا الرئة إذا تم الاستنشاق ومنه يصل الى خلايا المخ.
   3. التعرض المستمر للمركبات النانونية يزيد من ترسيبها في الأنسجة الدهنية وبتالي تسبب الامراض السرطانية على المدى البعيد. 

 ومن الشركات المصنعة لتلك المبيدات ما يلي:

1- شركات تحضر المبيدات بطريقة Nanocapsulation

وهي تحضير المبيدات في صوره كبسولات صغيرة مكونه من المادة الفعاله في الجزء الداخلي السائل من الكبسوله ومحاطة ببوليمر خارجي  واغلب المبيدات المحضره بتلك  الطريقة مبيدات جهازيه حيث يقوم البلوليمر الخارجي بالارتباط بأغشية النباتات للوصول الى النبات من الداخل وحين يتغذى عليه الآفه تتحرر المادة الفعالة وتقوم بفاعليتها. ومن اسماء تلك الشركات ما يلي

• • BASF
  •  Bayer Crop Science شركة المانيه
  •  Syngenta

2. 2. اكبر الشركات المحضره للمبيدات النانونيه بطرق مختلفه

• • Marrone Bio Innovations شركه امريكيه في كاليفورنيا
  • Valent BioSciences شركه امريكيه
  • Andermatt Group توجد في سيزلاند
  • Camson BioTechnologies شركه هنديه
  • Corteva شركه هنديه
  • Bioworks شركه امريكيه
  • Migrow agro products شركه هنديه
  • Stockon biotechnologies شركه اسرائيليه
  • Plantix Crop Care شركه هنديه

ولا ننكر ان تلك التقنية ما زالت حديثه ولم تصل بعد الى الوطن العربي، ولكن يمكن تنفيذها في شركتنا.

وما زال لديها بعض الخبايا ويمكن ان يكون لِها مساوئ ايضا كأي ماده كيميائية، ولكن بالنظر الى تلك التقنية في مجالات الطب والصناعة فقد حققت كثير من النجاحات في علاج كثير من المشكلات الصحية والبيئية وعلى أمل ان نحاول ان نحضر منها في الوطن العربي.