Can Nanoparticles Help Fight Hunger? | Christy L. Haynes | TED

28,027 views ・ 2024-02-27

TED


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: alireza masoum Reviewer: mohammad ali masoum
00:04
Imagine you're a farmer
0
4333
1625
تصور کنید مزرعه دار هستید
00:05
and you've planted enough crops to feed your family for the coming year.
1
5958
3542
و به اندازه کافی محصول برای تغذیه خانواده خود برای سال آینده کاشته‌اید.
00:10
The weather is surprisingly good at the beginning of the growing season,
2
10208
3417
آب و هوا در ابتدای فصل رشد به طرز شگفت انگیزی خوب است،
00:13
but after those seeds are in the ground
3
13625
1875
اما پس از اینکه آن دانه‌ها در زمین قرار گرفتند
00:15
and the stalks start to peek up from the soil,
4
15542
2250
و ساقه‌ها شروع به بیرون زدن از خاک کردند،
00:17
a disease that you cannot see cuts your expected yield in half.
5
17792
4166
بیماری که نمی‌توانید آن را ببینید عملکرد مورد انتظار شما را به نصف کاهش می‌دهد.
00:22
You think to yourself,
6
22917
1375
با خود فکر می کنید،
00:24
"What will my family eat?"
7
24333
1709
«خانواده من چه خواهند خورد؟
00:26
In the coming year,
8
26750
1167
در سال آینده،
00:27
perhaps you'll fumigate your soil, maybe you'll add extra fertilizer.
9
27917
3916
شاید خاک خود را ضدعفونی کنید، شاید کود اضافی اضافه کنید.
00:31
Maybe you'll apply a fungicide or a pesticide
10
31875
2208
شاید از قارچ کش یا آفت کش استفاده کنید
00:34
hoping to decrease crop loss.
11
34125
1916
تا از دست دادن محصول را کاهش دهید
00:36
You know that these traditional technologies work,
12
36416
2334
می‌دانید که این فناوری‌های سنتی کار می‌کنند،
00:38
but you also know they have some negative implications for our ecosystem.
13
38791
3459
همچنین می‌دانید که پیامدهای منفی برای اکوسیستم ما دارند.
00:43
This, of course, is not an imaginary scenario.
14
43375
2583
البته، این، یک سناریوی خیالی نیست.
00:46
We could feed every person on this planet if we didn't lose so much to disease,
15
46000
4875
اگر در اثر بیماری، آفات و شرایط نامناسب خاک،
00:50
pest and poor soil conditions.
16
50916
2000
چیزهای زیادی را از دست ندهیم، می‌توانیم به همه افراد روی این سیاره غذا بدهیم.
00:53
It's estimated that we lose between 20 and 40 percent of crop productivity
17
53208
4375
تخمین زده می شود که ما بین ۲۰ تا ۴۰ درصد از بهره وری محصول را
00:57
due to preventable disease and pest attack,
18
57625
2666
به دلیل بیماری های قابل پیشگیری و حمله آفات از دست می‌دهیم،
01:00
and climate change is only making this worse.
19
60291
3000
و تغییرات آب و هوایی فقط این وضعیت را بدتر می‌کند.
01:04
I stand here in front of you,
20
64375
1416
من اینجا در مقابل شما ایستاده‌ام،
01:05
a very unlikely person to help solve an agricultural crisis.
21
65791
3834
فردی بسیار بعید که به حل بحران کشاورزی کمک کند.
01:09
I'm a chemistry professor who studies nanoparticles in sterile laboratories,
22
69667
3833
من یک استاد شیمی هستم که نانوذرات را در آزمایشگاه‌های استریل مطالعه می‌کنم،
01:13
I grew up in the desert,
23
73542
1416
من در صحرا بزرگ شدم،
01:14
and I don't even keep houseplants, much less crops, alive.
24
74958
3542
و حتی گیاهان آپارتمانی و حتی محصولات، زراعی را زنده نگه نمی‌دارم
01:18
But I know that some of the best solutions to big problems
25
78542
2916
اما می‌دانم که برخی از بهترین راه‌حل‌ها
01:21
come when folks from different or even opposing fields
26
81458
3334
برای مشکلات بزرگ زمانی به دست می‌آیند که افرادی از حوزه‌های مختلف یا حتی متضاد
01:24
bring some of their simplest concepts together.
27
84833
2417
برخی از ساده‌ترین مفاهیم خود را کنار هم بیاورند.
01:27
And that is exactly what I think is possible here.
28
87292
2333
و این دقیقاً همان چیزی است که فکر می‌کنم در اینجا امکان پذیر است.
01:29
As I tell you that nanoparticles may be a critical part
29
89667
3166
همانطور که به شما می‌گویم که نانوذرات ممکن است بخش مهمی
01:32
of the solution to our global food crisis.
30
92875
2417
از راه حل بحران جهانی غذایی ما باشد.
01:36
Let me tell you why I'm so intent on using nanoscience to fight hunger.
31
96625
3875
اجازه دهید بگویم چرا اینقدر قصد استفاده از علم نانو را برای مبارزه با گرسنگی دارم.
01:41
We all have the issues that touch us deepest,
32
101208
2750
همه ما مسائلی را داریم که عمیق‌تر ما را تحت تأثیر قرار می‌دهد،
01:43
and for me, it has always been hunger.
33
103958
2459
و برای من، همیشه گرسنگی بوده است.
01:46
I find it intolerable that there are hungry people
34
106458
2667
وجود مردم گرسنه در این
01:49
on this life-giving planet of ours.
35
109167
2083
سیاره حیات بخش ما غیرقابل تحمل است.
01:51
I can trace this, at least in part, to some of my own experience growing up.
36
111292
3958
می‌توانم این را، حداقل تا حدی، در برخی از تجربیات خودم در دوران رشد دنبال کنم.
01:56
For a period of my childhood, I lived in a food-insecure household.
37
116667
3708
برای دوره‌ای از کودکی‌ام در یک خانواده، نا امن از نظر غذایی زندگی کردم.
02:00
We benefited from food shelf donations,
38
120708
2334
ما از کمک‌های قفسه‌های غذایی سود می‌بردیم،
02:03
and we only ate what my mom could get with her hard work
39
123042
2625
و فقط در روز دو کوپن در سوپرمارکت محلی،
02:05
on double coupon day at the local supermarket.
40
125708
2459
چیزی را می‌خوردیم که مادرم با کار سختش می‌توانست به دست آورد.
02:08
I loved the one day a month I was allowed to buy school lunch.
41
128167
3208
من عاشق یک روز در ماه بودم که اجازه داشتم ناهار مدرسه بخرم.
02:11
Now, I don't know why my parents didn't apply for free school lunch
42
131375
3792
حالا، نمی‌دانم چرا پدر و مادرم برای ناهار رایگان مدرسه
02:15
or food stamps,
43
135208
1500
یا کوپن غذا درخواست نکردند،
02:16
but the end situation was one where sometimes the refrigerator
44
136750
3333
اما آخرش وضعیتی بود که گاهی اوقات
02:20
and the cupboards were empty.
45
140125
1417
یخچال و کمدها خالی بود.
02:22
Now, it's been a long time since I have worried about food for myself,
46
142125
4500
حالا خیلی وقت است که نگران غذا برای خودم نیستم،
02:26
but that feeling of being hungry is etched deep within me.
47
146625
4333
اما این احساس گرسنگی در اعماق وجودم نقش بسته است.
02:31
I am driven to do something about hunger.
48
151542
2750
من راه افتادم تا کاری در مورد گرسنگی انجام دهم.
02:34
And the unusual talent that I bring to the task
49
154292
2708
و استعداد غیرمعمولی که من در این کار به ارمغان می‌آورم
02:37
is my deep knowledge of designing and synthesizing nanomaterials
50
157000
3292
دانش عمیق من در طراحی و سنتز نانوموادی است
02:40
that can carry molecular cargo
51
160292
1875
که می‌توانند محموله‌های مولکولی را حمل کنند
02:42
and transform into specific chemical species.
52
162167
2708
و به گونه‌های شیمیایی خاصی تبدیل شوند.
02:45
Let me stop and give a little bit of background about nanoscience.
53
165958
3459
اجازه دهید توقف کنم و کمی پیش زمینه در مورد علم نانو ارائه کنم.
02:49
The prefix “nano” signifies a billionth,
54
169917
2333
پیشوند «نانو» به معنای یک میلیاردم است،
02:52
so a nanometer is a billionth of a meter.
55
172250
2667
بنابراین یک نانومتر یک میلیاردم متر است.
02:54
In other words, nanoparticles are extremely small.
56
174958
3250
به عبارت دیگر، نانوذرات بسیار کوچک هستند.
02:58
You cannot see them with your naked eye or even a high-powered light microscope.
57
178250
3917
شما نمی‌توانید آنها را با چشم غیر مسلح یا حتی یک میکروسکوپ نوری پرقدرت ببینید.
03:02
In fact, you need a specialized instrument
58
182208
2292
در واقع، شما به یک ابزار تخصصی
03:04
like the one you see here, called a transmission electron microscope,
59
184500
3250
مانند آنچه در اینجا می‌بینید، به نام میکروسکوپ الکترونی عبوری، نیاز دارید،
03:07
to even see nanoparticles.
60
187792
2041
تا حتی نانوذرات را ببینید.
03:10
Nanoparticles have actually been around forever.
61
190250
2792
نانوذرات در واقع برای همیشه وجود داشته اند.
03:13
You can find naturally occurring nanoparticles in geological formations
62
193083
3750
شما می‌توانید نانوذرات طبیعی را در سازندهای زمین شناسی
03:16
or in the aerosol particles that we breathe.
63
196875
2500
یا در ذرات آئروسل که تنفس می‌کنیم پیدا کنید.
03:19
But in the last few decades,
64
199417
2125
اما در چند دهه اخیر،
03:21
scientists and engineers have gotten very excited about nanomaterials
65
201583
3459
دانشمندان و مهندسان در مورد نانومواد بسیار هیجان زده شده‌اند،
03:25
because we realized that as you shrink things down to the nanoscale,
66
205042
3500
زیرا ما متوجه شدیم که با کاهش مواد به مقیاس نانو،
03:28
their chemical and physical properties can change drastically.
67
208583
3584
خواص شیمیایی و فیزیکی آنها می‌تواند به شدت تغییر کند.
03:32
For example, a material that's usually unreactive
68
212167
3000
برای مثال، ماده‌ای که معمولاً وقتی آن را
03:35
when you shrink it down to the nanoscale
69
215167
2000
تا مقیاس نانو کوچک می‌کنید واکنش‌پذیر نیست
03:37
can suddenly catalyze a whole host of chemical reactions.
70
217167
3250
می‌تواند ناگهان مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کند.
03:40
Or a material that doesn’t usually conduct electricity, suddenly does.
71
220458
4334
یا ماده ای که معمولاً الکتریسیته را رسانا نمی‌کند ناگهان این کار را انجام می‌دهد.
03:44
As scientists tune the size, shape and chemical composition of a material,
72
224792
4166
همانطور که دانشمندان اندازه، شکل و ترکیب شیمیایی یک ماده را تنظیم می‌کنند،
03:49
they can tune those chemical and physical properties.
73
229000
2750
می‌توانند آن خواص شیمیایی و فیزیکی را تنظیم کنند.
03:51
Nanoscience gives us a seemingly unlimited palette of accessible chemical
74
231792
4166
علم نانو یک پالت به ظاهر نامحدود از خواص
شیمیایی و فیزیکی قابل دسترس را به ما می‌دهد.
03:56
and physical properties.
75
236000
1250
03:57
I’m sure you can imagine how useful that can be.
76
237667
3000
مطمئن هستم که می‌توانید تصور کنید که چقدر می‌تواند مفید باشد.
04:00
And scientists have gotten very good
77
240708
1834
و دانشمندان در دانستن دقیق
04:02
at knowing exactly how to design nanomaterials
78
242583
2375
چگونگی طراحی نانومواد برای داشتن خواصی
04:05
to have the properties they want.
79
245000
1833
که می‌خواهند بسیار خوب شده‌اند.
04:06
We are in a perfect moment to take advantage
80
246833
2792
ما در یک لحظه عالی برای استفاده از
04:09
of all of the hard-won knowledge
81
249667
1541
تمام دانش به دست آمده که
04:11
that has been systematically gained in laboratories around the world.
82
251208
3667
به طور سیستماتیک در آزمایشگاه های سراسر جهان به دست آمده است هستیم.
04:14
And that’s already happening.
83
254875
1750
و این در حال حاضر اتفاق می‌افتد.
04:16
You can find engineered nanoparticles in a range of products and applications,
84
256667
3750
شما می‌توانید نانوذرات مهندسی شده را در طیف وسیعی از محصولات و کاربردها بیابید،
04:20
many of which are focused on some of our biggest sustainability challenges.
85
260458
3584
که بسیاری از آنها بر روی برخی از بزرگترین چالش‌های پایداری ما متمرکز هستند.
04:24
Personally, I like to work on the nanomaterials
86
264333
2375
من، شخصاً دوست دارم روی نانو موادی کار کنم
04:26
that make up the core of lithium-ion batteries for electric vehicles,
87
266750
3500
که هسته باتری‌های لیتیوم یونی برای وسایل نقلیه الکتریکی را تشکیل می‌دهند،
04:30
but you'll also find nanomaterials in water filtration technology,
88
270292
3333
اما شما همچنین نانومواد را در فناوری تصفیه آب،
04:33
solar cells and even in clinical applications.
89
273625
3083
سلول‌های خورشیدی و حتی در کاربردهای بالینی خواهید یافت.
04:37
With all of that background,
90
277708
1375
با تمام این پیشینه،
04:39
now let me tell you about some of the nanomaterials
91
279083
2500
حالا اجازه دهید در مورد برخی از نانوموادها
04:41
my research group is developing for agricultural applications.
92
281625
3125
که گروه تحقیقاتی من در حال توسعه برای کاربردهای کشاورزی هستند به شما بگویم.
04:45
In some ways, the nanoparticles seem very simple.
93
285333
2834
از برخی جهات، نانوذرات بسیار ساده به نظر می‌رسند.
04:48
They're made of silica or SiO2 in chemistry language.
94
288208
4000
آنها به زبان شیمی از سیلیس یا SiO2 ساخته شده‌اند.
04:52
This is the same chemical composition that describes glass or sand.
95
292250
3792
این همان ترکیب شیمیایی است که شیشه یا ماسه را توصیف می‌کند.
04:56
And the simple choice was not an accident.
96
296083
2375
و انتخاب ساده تصادفی نبود.
04:58
We wanted to work with Earth-abundant elements,
97
298458
2375
ما می‌خواستیم با عناصر فراوان زمین کار کنیم،
05:00
and you can't do much better than silicon and oxygen on that front.
98
300833
3209
و شما نمی‌توانید بهتر از سیلیکون و اکسیژن در آن جبهه کار کنید.
05:04
The researchers in my lab are very skilled at designing silica nanoparticles
99
304958
3750
محققان آزمایشگاه من در طراحی نانوذرات سیلیکا
05:08
with controlled size and surface chemistry.
100
308708
2709
با اندازه و سطح شیمی کنترل شده بسیار ماهر هستند.
05:11
We also work hard to control the pore structure,
101
311458
2250
ما همچنین سخت کار می‌کنیم تا ساختار منافذ را کنترل کنیم،
05:13
because that determines the total surface area,
102
313750
2208
زیرا آن سطح کل،
05:16
as well as the strength of the bonds that hold the nanomaterials together.
103
316000
3542
همچنین استحکام پیوندهایی که نانومواد را در کنار هم نگه می دارند تعیین می‌کند.
05:19
That's because all of those factors are critically important for our end goal,
104
319583
3917
این به این دلیل است که همه این عوامل برای هدف نهایی ما،
05:23
which is to get these nanoparticles inside plants,
105
323500
2708
یعنی وارد کردن این نانوذرات به داخل گیاهان،
05:26
either by infiltrating seeds
106
326250
2042
یا از طریق نفوذ به دانه‌ها
05:28
or by allowing them to pass through pores on the leaf surface,
107
328333
3417
یا اجازه عبور آنها از منافذ روی سطح برگ،
05:31
and then, once they're internalized,
108
331792
1750
و پس از درونی شدن، اهمیت حیاتی دارند،
05:33
having them transformed to release a molecule
109
333542
2125
آنها تبدیل شدند تا مولکولی آزاد کنند که گیاه می‌تواند
05:35
that the plant can use to protect itself from viruses, fungi or pest attacks.
110
335667
4125
از آن برای محافظت خود دربرابر ویروس ها، قارچ‌ها یا حملات آفات استفاده کند.
05:40
In technical terms,
111
340208
1250
از نظر فنی،
05:41
we want our silica nanoparticles to react with water in the environment
112
341500
3375
می‌خواهیم نانوذرات سیلیس ما با آب موجود در محیط واکنش داده و حل شوند
05:44
and dissolve to release a molecule called silicic acid.
113
344875
3458
و مولکولی به نام اسید سیلیسیک آزاد کنند.
05:48
You can think of silicic acid for plants
114
348750
2000
می‌توانید اسید سیلیسیک را برای گیاهان
05:50
like the multivitamin that you take every morning.
115
350792
2375
مانند مولتی ویتامینی که هر روز صبح مصرف می‌کنید در نظر بگیرید.
05:53
Plants already contain silicic acid,
116
353167
2083
گیاهان از قبل حاوی اسید سیلیسیک هستند،
05:55
they use it to build their cell walls.
117
355292
2083
و از آن برای ساختن دیواره سلولی خود استفاده می‌کنند.
05:57
We want to deliver an extra boost of silicic acid,
118
357417
2541
ما می‌خواهیم با این فرضیه که آنها دیواره‌های سلولی قوی تری می‌سازند،
06:00
with the hypothesis that they'll build stronger cell walls
119
360000
2875
و پاسخ ایمنی خود را تقویت می‌کنند
06:02
and boost their own immune response.
120
362917
2083
با اسید سیلیسیک تقویت کنیم.
06:05
So now, hopefully you can see the whole picture.
121
365458
2459
پس حالا،امیدوارم بتوانید کل تصویر را ببینید.
06:07
We design silica nanoparticles with the right size,
122
367917
2541
ما نانوذرات سیلیکا را با اندازه،
06:10
shape and surface chemistry to be taken up into a plant.
123
370458
2792
شکل و شیمی سطح مناسب طراحی می کنیم تا در یک گیاه قرار گیرند.
06:13
We also design them so that once they're internalized,
124
373583
2709
ما همچنین آنها را طوری طراحی می کنیم که وقتی درونی شدند حل شوند،
06:16
they dissolve to release enough silicic acid
125
376333
2625
تا اسید سیلیسیک کافی آزاد شود
06:19
that the plants live healthier and longer,
126
379000
2625
تا گیاهان سالم‌تر و طولانی‌تر زندگی کنند،
06:21
producing more food.
127
381625
1542
غذای بیشتری تولید کنند.
06:24
With all of that background,
128
384417
1375
با تمام این پیشینه،
06:25
now, let me actually show you some of the nanoparticles that we're making
129
385792
3458
اکنون اجازه دهید برخی از نانوذراتی را که در حال ساخت هستیم به شما نشان دهم
06:29
and tell you about some of the early,
130
389292
1791
و در مورد برخی از نتایج،
06:31
exciting results from greenhouse and field studies.
131
391083
2459
هیجان‌انگیز اولیه مطالعات گلخانه‌ای و میدانی به شما بگویم.
06:34
We've made many variations on the silica nanoparticle theme.
132
394083
3417
ما تغییرات زیادی در موضوع نانوذرات سیلیکا ایجاد کرده‌ایم.
06:38
Here you can see five electron microscope images
133
398458
2584
در اینجا می‌توانید پنج تصویر میکروسکوپ الکترونی
06:41
of silica nanoparticles we've made.
134
401083
2417
از نانوذرات سیلیکا را که ساخته‌ایم مشاهده کنید.
06:43
All of them have the same scale bar, that’s just 100 nanometers.
135
403500
3333
همه آنها نوار مقیاس یکسانی دارند، یعنی فقط ۱۰۰ نانومتر.
06:46
And all of them are small enough to go into the pores on a leaf’s surface.
136
406875
3750
همه آنها به اندازه کافی کوچک هستند که به داخل منافذ روی سطح برگ بروند.
06:51
Here you can see some of the silica nanoparticles we’ve designed
137
411792
3083
در اینجا می‌توانید برخی از نانوذرات سیلیکا را که با
06:54
with various pore structures.
138
414917
1666
ساختارهای منفذی مختلف طراحی کرده‌ایم مشاهده کنید.
06:56
The pore structure ends up being very important
139
416625
2208
ساختار منافذ در نهایت بسیار مهم است
06:58
because the more water can react with the surface of the nanoparticle,
140
418833
3334
زیرا هرچه آب بیشتری بتواند با سطح نانوذره واکنش نشان دهد،
07:02
the better it dissolves and the more silicic acid is released.
141
422208
3125
بهتر حل می شود و اسید سیلیسیک بیشتری آزاد می‌شود.
07:05
Here you can see some nanoparticles we've designed
142
425917
2375
در اینجا می‌توانید برخی از نانوذرات را که ما
07:08
to dissolve at different rates.
143
428333
1750
برای حل شدن با سرعت‌های مختلف طراحی کرده‌ایم مشاهده کنید.
07:10
And what you're looking at is a nice, solid nanoparticle at the beginning,
144
430125
3500
و آنچه شما به آن نگاه می‌کنید، یک نانوذره خوب و جامد در ابتدا،
07:13
before it's been exposed to water.
145
433667
1625
قبل از قرار گرفتن در معرض آب است.
07:15
And then after eight, 16 and 24 hours,
146
435292
2291
و سپس پس از هشت، ۱۶ و ۲۴ ساعت،
07:17
you can see those nanoparticles hollowing out,
147
437625
2292
می‌توانید آن نانوذرات را در حال توخالی شدن ببینید،
07:19
releasing lots of useful silicic acid.
148
439958
2750
که مقدار زیادی اسید سیلیسیک مفید را آزاد می‌کند.
07:23
With all of these nanoparticles in hand,
149
443750
2000
با در دست داشتن همه این نانوذرات،
07:25
we started working with colleagues
150
445750
1667
ما با همکاران مرکز NSF برای
07:27
within the NSF Center for Sustainable Nanotechnology
151
447417
2541
نانوتکنولوژی پایدار شروع به کار کردیم
07:30
to start our first plant studies.
152
450000
2083
تا اولین مطالعات گیاهی خود را آغاز کنیم.
07:32
The initial studies were very simple,
153
452083
1792
مطالعات اولیه با استفاده از،
07:33
using watermelon seedlings in a greenhouse.
154
453917
2500
نهال هندوانه در گلخانه بسیار ساده بود.
07:36
Here's the experimental setup.
155
456792
1541
در اینجا تنظیمات آزمایشی است.
07:38
We had watermelon seedlings that were going to be planted
156
458708
2709
ما نهال‌های هندوانه‌ای داشتیم که قرار بود
07:41
either in healthy soil
157
461417
1208
در خاک سالم
07:42
or soil infested with Fusarium, a fungal soil-borne pathogen.
158
462625
3708
یا خاک آلوده به فوزاریوم، یک پاتوژن قارچی، کاشته شوند.
07:46
Before planting them, we dipped them in our silica nanoparticles,
159
466667
3083
قبل از کاشت، آنها را در نانو ذرات سیلیسی خود فرو بردیم،
07:49
and then we allowed them to grow in the greenhouse.
160
469750
2458
و سپس اجازه دادیم در گلخانه رشد کنند.
07:52
Of course, we also had a parallel set of plants
161
472208
2250
البته، مجموعه‌ای از گیاهان موازی نیز داشتیم
07:54
that received no nanoparticles, growing in both healthy and diseased soil.
162
474500
3792
که هیچ نانوذره‌ای دریافت نکردند و هم در خاک سالم و هم در خاک بیمار رشد می‌کردند.
07:58
So the goal was to figure out
163
478292
1541
بنابراین هدف این بود که بفهمیم
07:59
how that single application of silica nanoparticles
164
479875
2625
آن کاربرد واحد نانوذرات سیلیس
08:02
impacted the plants growing in both healthy and diseased soil.
165
482542
3500
چگونه روی گیاهانی که در خاک سالم و بیمار رشد می‌کنند تأثیر می‌گذارند.
08:06
And the results that we saw were really exciting.
166
486417
2500
و نتایجی که دیدیم واقعا هیجان انگیز بودند.
08:09
We found that the plants that were growing in infected soil,
167
489250
2958
ما دریافتیم که گیاهانی که در خاک آلوده رشد می‌کردند،
08:12
that had received that one dose of silica nanoparticles
168
492250
2958
و یک دوز نانوذرات سیلیس دریافت کرده بودند
08:15
were 30 to 40 percent healthier than the ones that had not.
169
495208
3417
۳۰ تا ۴۰ درصد سالم‌تر از گیاهانی بودند که نداشتند.
08:19
With this exciting result,
170
499292
1666
با این نتیجه هیجان انگیز،
08:20
we decided to try some field studies using the same soil conditions
171
500958
4042
تصمیم گرفتیم مطالعات میدانی را با استفاده از شرایط خاکی مشابه
08:25
and the same nanoparticle conditions.
172
505000
2000
و شرایط نانوذرات مشابه انجام دهیم.
08:27
So we planted watermelon, either in healthy or infected soil,
173
507042
4041
بنابراین هندوانه را، هم در خاک سالم و هم در خاک آلوده کاشتیم،
08:31
and we allowed them to grow for 100 days.
174
511083
2292
و اجازه دادیم ۱۰۰ روز رشد کند.
08:33
We tracked the fungal disease,
175
513417
1458
ما بیماری قارچی را ردیابی کردیم،
08:34
and we also measured the amount of fruit that was produced after 100 days.
176
514917
3999
و همچنین میزان میوه تولید شده پس از ۱۰۰ روز را اندازه گیری کردیم.
08:38
And what we found
177
518958
1167
و آنچه ما دریافتیم
08:40
is that that one application of one to two milliliters of silica nanoparticles
178
520125
4125
این است که استفاده از یک تا دو میلی لیتر نانوذرات سیلیس در مرحله نهال،
08:44
way back at the seedling stage,
179
524291
2042
ما را به افزایش ۷۰ درصدی
08:46
led us to a 70 percent increase in watermelon yield.
180
526375
3583
در عملکرد هندوانه سوق داد،
08:52
Ideally, none of the nanoparticles would end up in the fruit
181
532083
2917
در حالت ایده آل، هیچ یک از نانوذرات به میوه ای که
08:55
that people are going to eat.
182
535000
1416
مردم می‌خواهند بخورند ختم نمی شود.
08:56
So we analyzed the roots and the above-ground tissue
183
536416
2459
بنابراین ما ریشه‌ها و بافت بالای زمین و میوه خوراکی را
08:58
and the edible fruit for any sign of silica nanoparticles.
184
538916
3209
برای هر گونه نشانه‌ای از نانوذرات سیلیس تجزیه و تحلیل کردیم.
09:02
We saw no increased silicon in the edible watermelon fruit,
185
542166
3375
ما شاهد افزایش سیلیکون در میوه‌های خوراکی هندوانه نبودیم،
09:05
meaning that these nanoparticles did exactly what we designed them to do.
186
545541
3584
یعنی که این نانوذرات دقیقاً همان کاری را می‌کند که ما برای آن طراحی کرده‌ایم.
09:10
Given the small amount of nanomaterials
187
550041
1875
با توجه به مقدار کمی نانومواد
09:11
that we applied to each one of those plants,
188
551916
2084
که برای هر یک از آن گیاهان استفاده کردیم،
09:14
the cost per plant is only about two cents
189
554000
2833
هزینه هر بوته تنها حدود دو سنت
09:16
or 19 dollars for an acre.
190
556833
2208
یا ۱۹ دلار برای هر هکتار است.
09:19
This is a cost-effective treatment.
191
559666
1709
این یک درمان مقرون به صرفه است.
09:21
By adding 19 dollar's worth of nanoparticles
192
561375
2291
با افزودن ۱۹ دلار نانوذرات
09:23
to the average fertilizer cost of 250 dollars,
193
563708
3125
به میانگین هزینه کود ۲۵۰ دلاری،
09:26
a farmer would yield thousands of dollars increase in fruit production.
194
566833
3667
یک کشاورز هزاران دلار افزایش تولید میوه را به همراه خواهد داشت.
09:31
With these exciting results in hand,
195
571541
2042
با در دست داشتن این نتایج هیجان‌انگیز،
09:33
we have a lot of other experiments planned and in progress.
196
573583
3583
آزمایش‌های زیادی برنامه‌ریزی شده و در حال انجام هستیم.
09:37
We want to do multiple applications of nanoparticles
197
577208
2458
می‌خواهیم کاربردهای متعددی از نانوذرات
09:39
and applications later in the growth process
198
579666
2084
و کاربردهای بعدی در فرآیند رشد انجام دهیم
09:41
to see if that further increases our yield.
199
581750
2250
تا ببینیم که آیا این کار باعث افزایش عملکرد ما می‌شود.
09:44
We want to do studies on soybean and wheat,
200
584000
2125
می‌خواهیم مطالعاتی را روی سویا و گندم،
09:46
critical crops here in the Midwest and around the world.
201
586166
3417
محصولات حیاتی در اینجا در غرب میانه و در سراسر جهان انجام دهیم.
09:49
Two researchers in my lab recently applied silica nanoparticles
202
589958
3083
دو محقق در آزمایشگاه من اخیراً نانوذرات سیلیکا را
09:53
to potato plants in the field.
203
593041
1709
در گیاهان سیب زمینی در مزرعه استفاده کردند.
09:54
They're going to help harvest and analyze the results this fall.
204
594750
3166
آنها در پاییز امسال به برداشت و تجزیه و تحلیل نتایج کمک خواهند کرد.
09:58
I hope that what you see is that this data is really compelling,
205
598458
3792
امیدوارم آنچه می‌بینید این باشد که این داده‌ها واقعا قانع‌کننده هستند،
10:02
and that nanoparticles have tons of potential to help decrease crop loss.
206
602250
4500
و نانوذرات پتانسیل زیادی برای کمک به کاهش تلفات محصول دارند.
10:07
And I only told you about silica nanoparticles.
207
607041
2542
و من فقط در مورد نانو ذرات سیلیکا به شما گفتم.
10:09
I can imagine other important chemical compositions
208
609625
3000
می‌توانم سایر ترکیبات شیمیایی مهم
10:12
and even parallel application like remediation of soil pollutants.
209
612625
3958
و حتی کاربرد موازی مانند پاکسازی آلاینده‌های خاک را تصور کنم.
10:16
I ask you all to be open-minded about nanotechnology,
210
616916
2875
من از همه شما می‌خواهم که در مورد نانوتکنولوژی ذهنی باز داشته باشید،
10:19
encouraging funding agencies worldwide to invest.
211
619833
3083
و آژانس‌های تامین مالی در سراسر جهان را به سرمایه‌گذاری تشویق کنید.
10:23
In the US,
212
623250
1166
در ایالات متحد،
10:24
ask your senators and representatives
213
624458
1792
از سناتورها و نمایندگان خود بخواهید
10:26
to invest in the National Science Foundation,
214
626250
2166
که در بنیاد ملی علوم،
10:28
the National Institutes of Health and the US Department of Agriculture
215
628416
3334
مؤسسه ملی بهداشت و وزارت کشاورزی ایالات متحده
10:31
for both basic and translational research.
216
631750
2583
برای تحقیقات پایه و ترجمه سرمایه گذاری کنند.
10:34
I know farmers are already embracing advanced technology
217
634916
2834
من می دانم که کشاورزان در حال حاضر از فناوری پیشرفته
10:37
in terms of robots and drones and implant sensors.
218
637750
3291
از نظر روبات‌ها و پهپادها و حسگرهای ایمپلنت استقبال می‌کنند.
10:41
I encourage them to embrace this advance as well.
219
641083
2792
من آنها را تشویق می‌کنم که از این پیشرفت نیز استقبال کنند.
10:45
Now go back to imagining that you're that farmer
220
645333
3167
حالا برگردید و تصور کنید که شما آن کشاورز هستید
10:48
and you've planted enough crops to feed your family for the coming year.
221
648541
3417
و به اندازه کافی محصول برای تغذیه خانواده خود برای سال آینده کاشته‌اید.
10:52
You do all of the normal things, except this time,
222
652000
2583
شما همه کارهای عادی را انجام می‌دهید، به جز این بار،
10:54
maybe you use seeds that were infiltrated with silica nanoparticles.
223
654625
3583
شاید از دانه‌هایی استفاده کنید که با نانوذرات سیلیس نفوذ کرده‌اند.
10:58
Or maybe you go through once
224
658208
1458
یا شاید یک بار از آن عبور کرده
10:59
and you spray silica nanoparticles onto your crops.
225
659666
2667
و نانوذرات سیلیس را روی محصولات خود اسپری کنید.
11:02
As these tiny nanoparticles deliver a big boost of silicic acid
226
662666
3750
از آنجایی که این نانوذرات ریز مقدار زیادی اسید سیلیسیک
11:06
from the inside,
227
666416
1250
را از داخل می‌رسانند،
11:07
your plants overcome disease, and your family is fed.
228
667666
3667
گیاهان شما بر بیماری غلبه می‌کنند، و خانواده شما تغذیه می‌شوند
11:12
Let's use all of the hard work
229
672291
1959
بیایید از تمام کارهای سختی که
11:14
that has been done on basic nanotechnology research
230
674291
2417
در زمینه تحقیقات پایه نانوتکنولوژی انجام شده است
11:16
to feed our global family for years to come.
231
676750
2833
برای تغذیه خانواده جهانی خود در سال‌های آینده استفاده کنیم.
11:20
Thank you.
232
680041
1167
سپاسگزارم.
11:21
(Applause)
233
681250
1958
(تشویق حضار)
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7