محققان دانشگاه فدرال بالکتیک کنت ایمانوئل (IKBFU) فناوری جدیدی ارائه کردند که در آن عصاره گیاهی برای تولید نانوذرات مغناطیسی با خواص ضدقارچی استفاده می‌شود. این نانوذرات، گیاهان را در برابر قارچ‌ها و عوامل بیماری‌زا محافظت می‌کند.
محافظت از گیاهان با کمک نانوذراتی که از گیاهان به‌دست آمده!
این گروه تحقیقاتی با استفاده از پرچم شیرین (Acorus calamus) نانوذرات مغناطیسی به‌دست آوردند. ریشه و برگ این گیاه دارای خاصیت آنتی‌اکسیدانی، ضدمیکروبی و حشره‌کش است. این گروه تحقیقاتی از عصاره پرچم شیرین به‌عنوان معرف غیرسمی برای تولید نانوذرات استفاده کردند.
پژوهشگران کارایی این نانوذرات جدید را در برابر چندین نوع قارچ بیماری‌زا که به گیاهان زراعی آسیب می‌رساند، بررسی کردند و نتایج جالب توجهی به‌دست آوردند. نتایج این مطالعه در مجله Nano-Structures & Nano-Objects منتشر شد.
فناوری توسعه یافته توسط این تیم تحقیقاتی، شرایط تولید نانوذرات از یک ماده اولیه ارزان قیمت گیاهی را فراهم می‌کند و اثر مضر مواد شیمیایی را بر محیط‌زیست کاهش می‌دهد.
نانوذرات مغناطیسی که می‌توانند با یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل شوند یا تحت تأثیر تابش الکترومغناطیسی، گرما ایجاد کنند، در زیست‌شناسی و پزشکی پتانسیل بالایی دارند. برخی مطالعات همچنین نشان می‌دهد که نانوذرات مغناطیسی می‌توانند خواص ضدقارچی داشته باشند. برای این کاربردها، دانشمندان پیشنهاد می‌کنند از نانوذرات فریت باریم در پوشش زیست سازگار استفاده شود.
لاریسا پانینا از محققان این پروژه می‌گوید: «روش‌های مختلفی برای تولید نانوذرات پوشش‌دار وجود دارد، اما همه آن‌ها نیازمند مواد سمی هستند. ما از یک فناوری سازگار با محیط‌زیست برای تولید فریت باریم استفاده کردیم که در آن از عصاره شیرین پرچم استفاده شده‌است. سطح این ذرات دارای خواص زیستی ویژه‌ای است و نانوذرات تولید شده دارای تمام مشخصات مغناطیسی و هندسی لازم هستند.»
این تیم تحقیقاتی عصاره تهیه شده از ریشه‌های پرچم شیرین را با نمک‌های باریم و آهن و آب مخلوط کردند. سپس مخلوط را گرم کرده تا مایع تبخیر شود و پودر بدست آید. پس از آن، پودر در دمای حداکثر ۹۰۰ درجه سانتیگراد پخته شد و نانوذرات تشکیل می‌شوند.
برای مطالعه مورفولوژی این نانوذرات، محققان از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده کردند. این روش مبتنی بر اسکن سطح یک جسم با پرتو الکترونی است و در مورد ذراتی که اندازه آن‌ها فقط چندین نانومتر است به کار گرفته می‌شود. اندازه متوسط نانوذرات شش ضلعی از ۲۰ تا ۵۰ نانومتر بوده و این تیم، ساختار بلوری و ترکیب ذرات را با استفاده از تجزیه و تحلیل ساختاری اشعه X و طیف‌سنجی پراکندگی انرژی مورد بررسی قرار دادند. محققان نشان دادند که این ذرات جدید هیچگونه مواد افزودنی ندارند.
نانوذرات باریم فریت ساخته شده توسط این تیم در برابر چهار گونه قارچ که باعث بیماری‌های مختلف میوه و گیاهان گلدار می‌شوند، فعال بوده و آن‌ها را از بین می‌برند. حتی در غلظت‌های کم، این نانوذرات توانستند سرعت رشد عوامل بیماری‌زا را کاهش دهند. در طی واکنش فنتون، یون‌های آهن در فریت باریم با پراکسیدها واکنش نشان داده و اشکال اکسیژن واکنش‌پذیر (رادیکال‌های OH) تولید می‌شود.
این گونه‌ها که بیش از حد فعال هستند با مواد موجود در دیواره‌های سلولی اورگانیسم‌ها مضر واکنش نشان داده و به آن‌ها آسیب می‌رسانند؛ بنابراین، رشد پاتوژن‌ها را کند می‌کنند. به گفته نویسندگان این مطالعه، این فناوری ممکن است نانوذرات را در برابر سایر گونه‌های قارچ نیز فعال کند.
