تأثیر مخرب نانو لوله‌های کربنی برگیاهان

منطق نهفته در پس تحقیقات شما بر چه اساسی استوار است؟ یعنی چگونه تا این حد مطمئن هستید که نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای طبیعت و گیاهان خطرآفرین باشند؟

نکته‌ای که در اینجا باید به خوبی و روشنی مد نظر قرار داد این است که نانولوله‌های کربنی آسیب مستقیمی به گیاهان و منابع طبیعی طبیعت وارد نمی‌کنند، بلکه می‌توان آنها را به عنوان پایه گذار وارد آمدن لطمات جدی به درختان و سایر گیاهان مشابه قلمداد کرد. تحقیقات ما در ابتدای راه خود قرار دارند اما به جهت خاص بودن و دربرداشتن نتیجه‌ای متفاوت از اکثر تحقیقات رایج جهان در زمینه نانولوله‌های کربنی، به سرعت در رسانه‌های خبری منعکس شده است. ما به این نتیجه اولیه رسیده‌ایم که نانولوله‌های کربنی می‌توانند با آسیب رساندن به ساختار ریشه گیاهان و ایجاد رخنه‌هایی در آنها موجب شوند تا سایر منابع آلاینده محیطی وارد ساختار گیاه و درخت شده و تعادل طبیعی آن را بر هم بزنند.

از چه تکنیکی برای پی بردن این موضوع استفاده کردید؟

در سال‌های گذشته تکنیک‌های جدیدی در زمینه تصویربرداری‌های دقیق از ریزساختارها ارائه شده است و ما نیز با استفاده از همین تکینک‌ها کار خود را در محیط‌های آزمایشگاهی و با زیر نظر قرار دادن ریشه زنده درختان و سایر گیاهان آغاز کردیم؛ البته در ابتدا مشکلاتی در انجام پروژه داشتیم که به مرور و با انجام اصلاحاتی در شیوه به کارگیری ابزار برطرف شدند. ما این ریشه‌ها را بدقت زیر نظر گرفتیم تا ببینیم که مواد نانویی چگونه آنها را تحت تاثیر قرار داده و موجب می‌شوند که اختلالاتی در کارکرد طبیعی آنها ایجاد شود. بر اساس مشاهداتی که تاکنون داشته‌ایم، نانولوله‌های کربنی موجب می‌شوند تا مواد خطرناکی نظیر برخی ساختارهای پلیمری امکان رساندن خود به ساختار طبیعی گیاه را پیدا کنند که این برابر است با آغاز مرگ گیاه.

آیا این تصویربرداری با سایر ریزتصویربرداری‌ها قابل مقایسه است؟

تاحدودی باید گفت که این تکنیک در نوع خود منحصربفرد بوده و در موارد بسیار خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فناوری جدید به سراغ استفاده از تکنیک تصویربرداری دو فوتونی میکروسکوپی رفتیم که به جهت تلفیق با نور فلوئوروسنت، از ضریب دقت بالایی برخوردار می‌شود. با استفاده از این روش پیدا کردن محل دقیق نانولوله‌های کربنی در دل سلول‌های زنده ساختار ریشه گیاه به فرآیندی ساده تبدیل می‌شود. ما فکر می‌کنیم که این روش به جهت سادگی و همچنین ارزان قیمت بودن، می‌تواند در آینده‌ای نزدیک به عنوان یکی از برنامه‌های اصلی محققان علوم کشاورزی در آزمایشگاه‌های مخصوص به کار گرفته شود تا از این طریق بتوان کشاورزی را با تحولی نوین و رو به جلو همراه کرد.

منظور شما از تحول رو به جلو دقیقا چیست؟

صنعت کشاورزی امروز یکی از تاثیرگذارترین فاکتورها در شکل گیری جوامع پیشرفته و مستقل از سایر کشورهاست. مطمئنا قبول دارید، کشورهایی که صنعت کشاورزی قدرتمندی دارند در بسیاری از زمینه‌ها نیز از سایر کشورها مستقلانه عمل می‌کنند. برای بهبود صنعت کشاورزی باید همیشه نگاه علمی داشت و با پیدا‌کردن شیوه‌های جدید و علمی کاشت و برداشت محصول، رونق قابل توجهی به سایر عرصه‌های اقتصادی داد. به عقیده من با استفاده از تحقیقاتی از این نوع می‌توان کشاورزی را به علمی پیشرفته تبدیل کرد که در آن با صرف وقت و هزینه کمتر، بازدهی بیشتری نصیب کشاورزان و در نتیجه کشورها می‌شود.

ساختارهای نانویی چگونه می‌توانند خود را به گیاهان رسانده و موجب تضعیف رشد و نمو آنها شوند؟

بدون شک هر فناوری نوینی که ارائه می‌شود، معایب و زوایای تاریکی نیز با خود به همراه دارد. همچون سایر فناوری‌ها، مواد و ساختارهایی که با استفاده از فناوری نانو ارائه می‌شوند، دیر یا زود از چرخه مصرف خارج می‌شوند و عمدتا در محیط زیست دفن‌شده یا از بین می‌روند. در صورتی‌که از بین بردن این مواد دور ریز به درستی انجام نشود، آسیب قابل توجهی به ساختار گیاهان وارد می‌شود. ساختارهای زیادی نظیر ریز وسایل ویژه انتقال دارو وجود دارند که بخش اعظمی از آنها را نانولوله‌های کربنی تشکیل می‌دهند اما زمانی که این مواد در طبیعت به حال خود رها می‌شوند، این درختان و گیاهان هستند که به عنوان قربانی آنها روز به روز تضعیف می‌شوند.

آیا می‌توان نانولوله‌های کربنی را عاملی برای انتقال قارچ‌ها و باکتری‌ها به ساختار ریشه و ساقه گیاهان و درختان در نظر گرفت؟

این دقیقا چیزی است که در تحقیقاتمان به آن شک و گمان داشته‌ایم، اما پس از انجام تحقیقاتی دو ساله متوجه شدیم که تشکیل توده‌های قارچی و باکتری‌های مضر در ورودی منافذی که به دلیل نانولوله‌های کربنی در ریشه گیاهان ایجاد شده است از جمله عوامل تاثیرگذار در تضعیف و در ادامه خشک شدن گیاهان و درختان به حساب می‌آیند. بر اساس تحقیقاتی که پیش از این انجام شده است گیاهان و بخصوص درختان به صورت طبیعی در برابر حجمی از این قارچ‌ها و باکتری‌ها مقاوم هستند، اما زمانی که پای نانولوله‌های کربنی باز می‌شود، گیاهان بیش از حد معمول و طبیعی در معرض خطر قرار می‌گیرند.

در این تحقیقات آیا به سراغ ریشه گیاهان خاصی رفتید؟

ملاک استفاده ما از ریشه گیاهان در این پروژه، کاربردی بودن آنهاست، یعنی سعی کردیم از گیاهانی نظیر گندم و جو استفاده کنیم. این گیاهان از جمله محصولات کشاورزی مهم و استراتژیکی به حساب می‌آیند که در بسیاری از کشورهای جهان در اراضی وسیعی کشت می‌شوند. تحقیقات اولیه‌ای که روی گونه‌های مختلف گندم‌ها انجام شد نشان داده است که قرار گرفتن این ریشه‌ها در معرض نانولوله‌های کربنی، تاثیر منفی قابل توجهی بر فرآیند رشد و بازدهی گیاه خواهد داشت.

مرحله بعدی پروژه شما چیست؟

همان‌طور که گفتم در ابتدای پروژه هستیم اما به دلیل جالب توجه بودن کار به سرعت در دنیا و رسانه‌های خبری منعکس شده است. در فاز بعدی پروژه در تلاش هستیم تا این نظریه را درخصوص بسیاری از ریشه‌ها مورد بررسی قرار دهیم. از آن گذشته در نظر داریم تا تاثیرگذاری نانولوله‌های کربنی بر ریشه گیاهان در شرایط گوناگون از جمله شرایط دمایی متفاوت مورد مطالعه قرار دهیم.

دکتر ادوارد وایلد در یک نگاه

دکترادوارد وایلد از جمله محققان جوانی است که در دانشگاه لنکستر در زمینه نانولوله‌های کربنی تحقیقات متنوعی داشته است.

او بتازگی در یکی از تیم‌های تحقیقاتی این دانشگاه مطالعه گسترده‌ای را در خصوص زوایای تاریک استفاده از فناوری نانولوله‌های کربنی آغاز کرده است.

مهدی پیرگزی