یک گروه تحقیقاتی بین‌رشته‌ای، موفق به ساخت نوعی سنسور نوری نانوبیونیک شده‌اند که می‌تواند سطح آرسنیک خاک را در زمان واقعی اندازه‌گیری نماید. این فناوری، مزایای قابل‌توجهی نسبت به روش‌های معمول اندازه‌گیری آرسنیک محیط داشته و نظارت بر محیط‌زیست و برنامه‌های کشاورزی را جهت حفاظت از ایمنی و سالم بودن مواد غذایی تسهیل می‌کند.

آرسنیک و ترکیبات آن، در محصولات کشاورزی نظیر برنج، سبزیجات و برگ چای خود را نشان داده و می‌تواند تهدیدی جدی برای انسان و اکوسیستم محسوب شود. قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آرسنیک، انسان را به طیف وسیعی از اثرات مخرب سلامتی دچار می‌کند که از آن جمله، می‌توان به بیماری‌های قلبی و عروقی، دیابت، نقص‌های مادرزادی، ضایعات شدید پوستی و انواع سرطان به‌ویژه سرطان پوست و ریه اشاره نمود. گفتنی است که افزایش سطح آرسنیک در خاک، به‌عنوان نتیجه‌ای از فعالیت‌های انسانی مضر برای محیط‌زیست، گیاهان را هم تحت تأثیر قرار داده و مانع از رشد و بهره‌وری در تولید محصولات کشاورزی خواهد شد. از سوی دیگر، محصولات غذایی با جذب آرسنیک خاک، آلودگی را به انسان انتقال داده و باعث تشدید چرخه مضرات آرسنیک می‌شوند. بر همین اساس، طراحی و تولید سنسورهای دقیق، مؤثر و با قابلیت استفاده آسان، محافظت از محیط‌زیست و صنعت کشاورزی و همچنین ایمنی و سلامت جوامع را در پی خواهد داشت.

سنسورهای نوری جدید که توسط «SMART DiSTAP» تولید شده‌اند، یک نوآوری بزرگ و منحصربه‌فرد در زمینه رهگیری و نظارت بر آرسنیک خاک محسوب می‌شوند. این سنسورها، با تشخیص آرسنیک، در شدت فلورانس خود تغییر ایجاد کرده و از این طریق، نسبت به افزایش سطح آرسنیک هشدار می‌دهند. سنسورهای مذکور که در بافت‌های گیاهان جاسازی می‌شوند، هیچ‌گونه تأثیر مخربی بر روی آن‌ها نخواهند داشت. این موضوع، قابلیت نظارت و اندازه‌گیری دقیق تغییرات آرسنیک جذب شده توسط گیاه از خاک را در زمان واقعی فراهم نموده و فرصت لازم برای مقابله با آن را در اختیار کشاورزان و کارشناسان بهداشت قرار می‌دهد.

آزمایشات اولیه در گیاه برنج و اسفناج، کاملاً موفقیت‌آمیز بوده و حتی غلظت‌های بسیار کم آرسنیک (0.2 در یک میلیارد) هم توسط سنسورها تشخیص داده شده‌اند. با توجه به محدودیت‌ روش‌های سنتی مبنی بر نمونه‌برداری منظم از مزارع و جداسازی بافت گیاهان که زمان و هزینه زیادی را در پی داشت، این فناوری را می‌توان نخستین نمونه سنسورهای گیاهی برای تشخیص آسان و کاربردی آرسنیک دانست که هم در تحقیقات کشاورزی و هم نظارت عمومی بر محیط‌زیست، کاربرد خواهد داشت.

لازم به ذکر است که «SMART»، یک همکاری فناورانه بین انجمن تحقیقات ملی سنگاپور و دانشگاه «MIT» است که بر روی موضوعات مختلفی متمرکز می‌باشد. در این میان، «DiSTAP» یکی از موضوعات مطرح در این همکاری بوده که بر معرفی و توسعه فناوری‌های مخرب و پایدار در کشاورزی متمرکز می‌باشد. «DiSTAP»، بر توسعه ابزاری متمرکز است که به محققین امکان مطالعه نحوه انطباق و رشد گیاهان را می‌دهد. آن‌ها با استفاده از فناوری نانو و میکروالکترونیک، حسگرهایی را توسعه می‌دهند که جریان مواد مغذی و هورمون‌ها را در زمان واقعی در گیاهان اندازه‌گیری می‌کنند. استفاده از این دانش و ابزار، برای انتخاب و توسعه انواع گیاهانی که از نظر مواد مغذی غنی‌تر هستند و می‌توانند با تراکم بالا رشد کنند را فراهم نموده، توسعه فناوری‌های مکمل برای تولید مواد غذایی با ارزش بالا و در حجم بالا را ممکن نموده و در نهایت، بهبود کشاورزی شهری را به دنبال خواهد داشت.

مرجع: «Nanowerk»