فناوری نانو؛ مفاهیم و کاربردهای آن در علوم دامی

نوع مقاله : مقاله علمی- ترویجی

نویسنده

محقق پسادکتری فیزیولوژی دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه، مروری  بر فناوری  نانو و کاربرد آن در علوم دامی است. نانو یک  واحد اندازه‌گیری است برابر با 9-10 متر و تمام اشیاء و موجوداتی که اندازۀ آن‌ها در حد 1 تا 100 نانومتر است، اشیاء و موجودات نانو مقیاس نامیده می‌شوند. خواص مواد در مقیاس نانو بسیار متفاوت از مقیاس ماکرو است. با کاهش اندازۀ ذرات، نسبت سطح به حجم افزایش یافته و خواص و عملکرد آن‌ها تغییر می‌کند. به عبارت دیگر اگر ذراتِ یک ماده خاص در حد چند نانومتر (1 تا 100 نانومتر) کوچک شود، این ذرات ویژگی‌های متفاوتی با ذرات بزرگ اولیه خواهند داشت. رنگ، شفافیت، واکنش‌پذیری، خواص الکتریکی، خواص مغناطیسی، سختی، حلّالیّت و نقطه ذوب از جمله ویژگی‌هایی هستند که با کاهش اندازۀ ذرات در اندازۀ نانومتر تغییر پیدا می‌کنند. این امر سبب شده است تا مقیاس نانو بیش از سایر مقیاس‌های مختلف در صنعت دامپروری مورد توجه قرار گیرد. در حوزۀ علوم دامی استفاده از فناوری نانو سبب بهبود در حوزه‌های مختلف از جمله تحقیقات تولید مثل، ساخت واکسن‌های دامی، حسگرها و افزایش کیفیت خوراک و بسته‌بندی مواد غذایی شده است. بنابراین، به نظر می‌رسد با توجه به تغییر خواص مواد در اندازۀ نانو و دستاوردهای حاصل شده در این زمینه، می‌توان در تحقیقات علوم دامی و در حوزه‌های مختلف، از این فناوری بهره برد.

کلیدواژه‌ها


Ahmad, S.A., Das, S.S., Khatoon, A., Ansari, M.T., Afzal, M., and et al. (2020). “Bactericidal activity of silver nanoparticles: a mechanistic review.” Materials Science for Energy Technologies, 756-769.
Alagha, S., Shik, A., Ruda, H., Saveliev, I., Kavanagh, K., and at al. (2017). "Space-charge-limited current in nanowires." Journal of Applied Physics, 121(17), 174301.
Aslan, K., Gryczynski, I., Malicka, J., Matveeva, E., Lakowicz, J. R., and et al. (2005). "Metal-enhanced fluorescence: an emerging tool in biotechnology." Current Opinion in Biotechnology, 16(1), 55-62.
Baig, N., Kammakakam, I., and Falath, W. (2021). "Nanomaterials: a review of synthesis methods, properties, recent progress, and challenges." Materials Advances, 2(6), 1821-1871.
Deng, Y., Zhang, X., Shen, H., He, Q., Wu, Z., amd et al. (2020). "Application of the nano-drug delivery system in treatment of cardiovascular diseases." Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 7,489.
Gatoo, M.A., Naseem, S., Arfat, M.Y., Mahmood Dar, A., Qasim, K., and et al. (2014). "Physicochemical properties of nanomaterials: implication in associated toxic manifestations." BioMed Research International, 2014(1), 498420.
Hielscher, T. (2007). "Ultrasonic production of nano-size dispersions and emulsions." arXiv preprint arXiv:0708.1831.
Huang, X., and El-Sayed, M.A. (2010). "Gold nanoparticles: Optical properties and implementations in cancer diagnosis and photothermal therapy." Journal of Advanced Research, 1(1), 13-28.
Javadifar A, Hosseini-Vashan SJ, Montazertorbati MB, and Shamshirgran, Y. (2021). "The Effect of Zinc Oxide Nanoparticles on Production Performance, Egg Quality Traits and Antioxidant Status of Laying Hens." Research on Animal Production, 12 (32), 1-10.
Khalil, W.A., El-Harairy, M.A., Zeidan, A.E., and Hassan, M.A. (2019). "Impact of selenium nano-particles in semen extender on bull sperm quality after cryopreservation." Theriogenology, 126, 121-127.
Lavan, D.A., McGuire, T., and Langer, R. (2003). "Small-scale systems for in vivo drug delivery." Nature Biotechnology, 21(10), 1184-1191.
Lee, K.S., and El-Sayed, M.A. (2006). "Gold and silver nanoparticles in sensing and imaging: sensitivity of plasmon response to size, shape, and metal composition." The Journal of Physical Chemistry B, 110(39), 19220-19225.
Li, W.R., Xie, X.B., Shi, Q.S., Zeng, H.Y., You-Sheng, O.Y., and et al. (2010). "Antibacterial activity and mechanism of silver nanoparticles on Escherichia coli." Applied Microbiology and Biotechnology, 85(4), 1115-1122.
Lieber, C.M., amd Wang, Z.L. (2007). "Functional nanowires." MRS bulletin, 32(2), 99-108.
Lyakishev, N., Alymov, M., and Dobatkin, S. (2003). "Structural bulk nanomaterials." Russian Metallurgy Metally C/C of Izvestiia-Akademiia Nauk Sssr Metally, (3), 191-202.
Nadri, T., Towhidi, A., Zeinoaldini, S., Martínez-Pastor, F., Mousavi, M., and et al. (2019). "Lecithin nanoparticles enhance the cryosurvival of caprine sperm." Theriogenology, 133, 38-44.
Nadri, T., Towhidi, A., Zeinoaldini, S., Riazi, G.H., Zhandi, M., and et al. (2019). "Application of liposomes in the sperm cryopreservation." Professional Journal of Domestic, 19(2), 28-32.
Nadri, T., Zeinoaldini, S., Towhidi, A., Riazi, G., Zhandi, M., and et al. (2020). "Effect of different levels of encapsulated glutathione on cryopreservation of bull‎ sperm." Iranian Journal of Animal Science, 51(2), 91-101.
O'connell, M.J., Bachilo, S.M., Huffman, C.B., Moore, V.C., Strano, M.S., and et al. (2002). "Band gap fluorescence from individual single-walled carbon nanotubes." Science, 297(5581), 593-596.
Stamps, N., Aligned, C., and Macrostructures, N.C. (2000). "Nanotechnology and nanomaterials.", MTL Annual Reserch Report, 107-127.
Tiwari, J.N., Tiwari, R.N., and Kim, K.S. (2012). "Zero-dimensional, one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional nanostructured materials for advanced electrochemical energy devices." Progress in Materials Science, 57(4), 724-803.
Toumey, C.P. (2008). "Reading Feynman into nanotechnology: A text for a new science." Techné: Research in Philosophy and Technology, 12(3), 133-168.
Trubetskaya, A., Grams, J., Leahy, J.J., Johnson, R., Gallagher, P., and et al. (2020). "The effect of particle size, temperature and residence time on the yields and reactivity of olive stones from torrefaction." Renewable Energy, 160, 998-1011.
Wagemaker, M., Borghols, W.J., and Mulder, F.M. (2007). "Large impact of particle size on insertion reactions. a case for anatase Li x TiO2." Journal of the American Chemical Society, 129(14), 4323-4327.
Weiss J, Gibis M, Schuh V, and Salminen H, (2010). "Advances in ingredients and processing systems for meat and meat products." Meat Science, 86, 196-213.
Yadav, D., Singh, A.K., Kumar, B., Mahla, A.S., Singh, S.K. and et al. (2019). "Effect of n-3 PUFA-rich fish oil supplementation during late gestation on kidding, uterine involution and resumption of follicular activity in goat." Reproduction in Domestic Animals, 54(12), 1651-1659.
Yamamoto, O. (2001). "Influence of particle size on the antibacterial activity of zinc oxide." International Journal of Inorganic Materials, 3(7), 643-646.
Zhang, C., Xie, B., Zou, Y., Zhu, D., Lei, L., and et al. (2018). "Zero-dimensional, one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional biomaterials for cell fate regulation." Advanced Drug Delivery Reviews, 132, 33-56.
Zhang, L., and Webster, T.J. (2009). "Nanotechnology and nanomaterials: promises for improved tissue regeneration." Nano today, 4(1), 66-80.
Zhao, M.X., and Zhu, B.J. (2016). "The research and applications of quantum dots as nano-carriers for targeted drug delivery and cancer therapy." Nanoscale Research Letters, 11(1), 1-9.