ومن المتوقع أن تؤدي التكنولوجيا التي تم تطويرها في التخنيون إلى زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية بشكل كبير. وذلك من خلال منصات الحمل الحراري النانومترية التي تم استخدامها حتى الآن للأغراض الطبية
طور الباحثون في التخنيون تقنية مبتكرة لإدخال العناصر الغذائية إلى النباتات. ونشرت الدراسة في المجلة تقارير علمية وتم تقديمه في Nature Press. تعمل التقنية المبتكرة على زيادة معدل تغلغل العناصر الغذائية في النبات من 1% إلى حوالي 33%. وهو يعتمد على منصات النقل النانومترية التي تم استخدامها حتى الآن لتوصيل الأدوية إلى أهداف في جسم الشخص المريض.
يعد التوصيل الدقيق للأدوية باستخدام منصات النانو أسلوبًا جديدًا نسبيًا في الأبحاث الطبية. يقع هذا النهج في قلب نشاط مختبر الأدوية المستهدفة وتقنيات الطب الشخصي في كلية وولفسون للهندسة الكيميائية في التخنيون. الدراسة الحالية، التي تعرض مدى ملاءمة هذه التكنولوجيا لمجال الزراعة، أجراها رئيس المختبر البروفيسور مشنا آفي شرودر وطالب الماجستير أفيشاي كارني. ووفقا للأستاذ المشارك شرودر، فإن "الزيادة المستمرة في عدد سكان العالم تتطلب تقنيات زراعية أكثر كفاءة، والتي ستنتج أغذية أكثر صحة وتقلل من الأضرار البيئية. يوفر البحث الحالي طريقة جديدة لحقن العناصر الغذائية الأساسية في النبات دون الإضرار بالبيئة."
وقام الباحثون بتحميل العناصر الغذائية على الجسيمات الشحمية، وهي حويصلات كروية تم إنتاجها في المختبر ومصنوعة من قشرة دهنية تحتوي على العناصر الغذائية المطلوبة بداخلها. هذه الجسيمات مستقرة في البيئة المائية للجسم (أو النبات) وقادرة على اختراق الخلية. علاوة على ذلك، يعرف باحثو التخنيون كيفية "برمجتها" بحيث تتفكك وتطلق الشحنة في المكان والزمان المطلوبين بالضبط، أي داخل الخلية فقط. ويحدث التحلل بناءً على مستوى حموضة البيئة أو من خلال محفز خارجي مثل موجات الضوء أو الحرارة. ومن الجدير بالذكر أن الجزيئات التي تتكون منها الجزيئات يتم استخلاصها من نبات الصويا وبالتالي فهي معتمدة وآمنة للاستهلاك البشري والحيواني.
وفي التجربة الحالية، استخدم الباحثون الجسيمات الشحمية التي يبلغ قطرها 100 نانومتر لإدخال العناصر الغذائية - الحديد والمغنيسيوم - إلى شجيرات الطماطم الصغيرة والناضجة. وأظهروا أن الجسيمات الشحمية، التي تم رشها على الأوراق في محلول، اخترقتها ووصلت إلى الأوراق والجذور الأخرى. فقط عندما تغلغلت في الخلايا الجذرية، تتفكك وتطلق العناصر الغذائية. وكما ذكرنا فإن هذه التقنية زادت من نسبة تغلغل المواد في النبات من حوالي 1% إلى حوالي 33%.
وإلى جانب إظهار الكفاءة العالية مقارنة بطرق الرش القياسية، أشار الباحثون أيضًا إلى القيود التنظيمية المتعلقة بتشتت الجسيمات المتطايرة. يوضح البروفيسور شرودر: "إن الجسيمات الشحمية المهندسة لدينا تكون مستقرة فقط على مسافة رش قصيرة، تصل إلى مترين". "إذا تحركت في الهواء لمسافة أكبر، فإنها تتحلل إلى مواد آمنة (الفوسفوليبيدات). ونأمل أن يؤدي نجاح تجربتنا إلى توسيع نطاق الأبحاث وتطوير تطبيقات زراعية مماثلة، مما سيزيد المحصول الزراعي في مختلف النباتات".
