الدكتور خالد فروح مدير المعمل المركزي للنانو تكنولوجي:  انتجنا لاول مره بمصر ” النانو فوسفور الكالسيوم ” ذات الجوده المنفرده

حوار / محمد نبيل

يتجه العالم منذ فتره ليست بالقليله الي استخدام التقنيات الحديثة في مجال الزراعة خاصة إنتاج الأسمدة الذكية، التي تتميز بانخفاض أسعارها، وسهولة رشها، إلى جانب أثرها الصحي الآمن على النبات والإنسان والتربة مقارنة بالأسمدة الكيماوية المتداولة .

ومن أحدث التقنيات المستخدمة في مجال إنتاج الأسمدة ما يعرف بـ«النانو تكنولوجي» الذي أثبت فعالية كبيرة في تحسين الإنتاجية وتوفير عوامل السلامة والأمان ، وبالنظرالي ما نتتهجه استيراتيجيه الدوله المصريه من اتباع سياسه الوصول لاعلي انتاجيه في المحاصيل والوصول لتوفير غذاء امن وصحي للمواطنين ، علاوه علي تنقيه مياه الابار وغيرها لتحقيق الاستفاده القصوي من كل قطره ماء ، كان لزاما ان نتوقف عند هذه التقنيه لمعرفه اخر المستجدات والتطورات التي تشهدها ؛ من خلال لقائنا والدكتور خالد يحي فروح مدير المعمل المركزي للنانو تكنولوجي والمواد المتقدمه بمركز البحوث الزراعيه
فالي نص الحوار…

ما الهدف من استخدام تقنيه النانوتكنولوجي في مجال الزراعه ؟ وما آليه عملها ؟

تستخدم النانو تكنولوجى الان فى الزراعة بشكل واسع فى الأسمدة ومعالجة المياه، حيث يتم ذلك من خلال انتاج اسمده نانومتريه صديقه للبيئه وذات جدوي اقتصاديه وذات كفاءه عاليه والتي تعتبر بديل فعال للاسمده التقليديه حيث تحقق العديد من المزايا ومنها قله تكلفه الانتاج ذات جدوي اقتصاديه ، اقل استهلاكا للطاقه اقل تلوثا سريعه الامتصاص مما يتيح استعمالها بكميات اقل ذات كفاءه عاليه وثباتها العالي تحت الظروف المختلفه مما يزيد القدره علي تخزينها لفترات اطول وصديقه للبيئه ومنها سماد الفوسفات وسماد الكالسيوم وسماد Npk وسماد اليوريا والعناصر الصغري مثل الحديد والمنجنيز والزنك ، أما الافراط فى استخدام المبيدات يحدث مشاكل للبيئة او الانسان او التربة، باستخدام النانو تكنولوجى نحصل على تقنية وثورة حديثة ونقوم بعمل حماية للنبات من الحشائش والامراض التى تصل الى النبات.

تطبيق النانو تكنولوجي يضمن تصنيع أسمدة رخيصه

ذات كفاءه عالية

كما يلاحظ بان الميزة فى مركبات النانو هى مساحة السطح الكبيرة والتى تقلل من الحجم او التركيز المستخدم وبالتالى تقلل من الافراط فى استخدامها ولا تسبب مشاكل للغابات او الانسان بعد ذلك وهى مواد صديقة للبيئة.
وكذلك يستطيع الانسان ان يستفيد من العناصر التى يحتاجها او المغذيات التى تصل الى الخلايا التى يحتاجها النبات بتركيزات قليلة جدا.
وتظهر آليه عملها في حاله تحويل المركب من الصوره العاديه الكبيره الي صوره النانو متناهيه الصغر فان الخواص الكيميائيه والفيزيائيه تتغير وبالتالي تزداد مساحة سطح التفاعل فيزداد نشاط التفاعل لهذا المركب مما يزيد القدرة علي الامتصاص ، ويوفر استخدام كميات كبيره من هذا المركب في الحاله العاديه ؛ وبالتالي يمكن الحصول علي انتاجيه اعلي من المحاصيل الزراعيه بدون استخدام الاسمده الكيماويه وهو ما يحقق الغذاء الامن .

 ماذا عن المردود الاقتصادي عند استخدام النانو ؟

بدايه اود التوضيح بان تقنيه النانو محور اساسي في العلوم الحديثه وامتدت تطبيقاتها الي معظم العلوم البيولوجيه والزراعيه وغيرها من العلوم الاساسيه ، ولقد حققت تقنيه النانو معدلات تنمويه عاليه للدول المتقدمه حيث بلغت الاستثمارات العالميه باستخدام هذه التقنيه الحديثه الي اكثر من تريليون دولار.
كما أن التكلفة فى النانو تكنولوجى قليلة وكذا الكمية التي تستخدم في التحضير ؛ مقارنه بالاستخدامات المفرطة وبذلك تقلل من الامراض التى تصيب الانسان او تلوث البيئة المحيطه به ،
فنجد علي سبيل المثال استخدام 1 لتر فقط من سماد النانوفوسفات والذي يتم تخفيفه بحوالي 400 لتر ماء ويستخدم عن طريق الرش الورقي وبما يتفق مع وسائل الري المتطوره حيث لا يؤدي الي تدهور التربه او اضرار تلحق بالبيئه كما انه يكون بديلا عن استخدام 200 الي 300 كجم لكل فدان سماد سوبر فوسفات .

ماذا عن استخدامات النانو في معالجه تلوث المياه ؟

يتم ذلك من خلال انتاج فلاتر مياه نانومتريه عاليه التخصص لاستخدامها في تنقيه مياه الابار والصرف الزراعي والصناعي ، حيث ان هذه المواد النانومتريه لها القدره علي امتصاص العناصر الثقيله والملوثات العضويه والتي اظهرت نتائج مبهره علي ازاله معظم العناصر الثقيله من المياه مثل الرصاص ، الكادميوم ، النيكل ، النحاس ، الزنك ، الحديد بنسبه ازاله قد تصل الي 95 % ، والتي نامل ان يتم نقل هذه التكنولوجيا من النطاق المعملي الي حيز التنفيذ .

بروتوكولنا مع الانتاج الحربي يحقق الاستفادة الفنيه ..

وتبادل للكوادر

ما الصفات التي تحملها ماده الكيتوزان عند تحويلها للنانو ؟

اقول بان مادة الكيتوزان هي ماده كربوهيدراتيه وآمنه ، وعندما تحول للنانو كيتوزان تحمل صفات ضد البكتيريا والفطريات ، وبالتبعيه توفر الحمايه للنباتات المختلفه من الاصابه ، وتزيد من الانتاجية .

وماذا عن استخدامات النانوفي حفظ وتعبئه الاغذيه ؟
يستخدم النانو فود فى مواد التعبئة والتغليف وهى مواد ضد الميكروبات لضمان سلامة المواد الغذائية اقصى مدة ممكنة ويقوم بحجز الضوء والرطوبة واشعة الشمس عن المواد المحفوظة ، كما يستخدم ايضا علامات على المواد الغذائية كـالدواجن المجمدة فيكون عليها علامة خضراء لضمان مدى طازجيتها وحينما تتحول للون البرتقالى تكون امنه ايضا ولكن عند تحويل هذه العلامة للون الاحمر تكون المواد المحفوظة غير آمنه نتيجة تغير اللون باستخدام النانو فود.
وكذلك رش المانجو بمواد آمنه يزيد مدة حفظ الثمار لمدة تصل ل 45 يوم مقارنه بالثمار العادية.
كما تستخدم تقنيه النانو ايضا فى تخزين الفراولة لمدة تصل ل 20 و 28 يوم بدون اى اعفان .

ما الدور الذي ييمكن ان يلعبه النانو في مشاكل تسرب المياه ؟
من خلال انتاج خزانات مياه نانومتريه قابله للتحلل البيولوجي ومنها متراكبات الكيتوزان النانومتريه التي لها القدره العاليه علي تخزين المياه بالاضافه الي العديد من الشحنات السطحيه التي تلعب دور في تماسك الارض الرمليه وتقليل نسبه تسرب المياه ، هذا بالاضافه الي انها قابله للتحلل في التربه منتجه مواد كربوهيداتيه ونيتروجينيه مفيده للتربه والنبات علي حد سواء .

ما اهم الابحاث التي اجريت بالمعمل مؤخرا ؟

هناك الكثير من الابحاث المتميزه لدينا والتي تتميز بحداثتها
حيث اجريت الفتره الاخره ابحاث حول تحسين جودة ثمار الفرواله وتخزينها باستخدام جزيئات الكالسيوم النانومتريه ،
وكذا زيادة انتاجيه محصول الطماطم خلال اواخر فصل الصيف باستخدام جزيئات الكيتوزان النانويه
كما تم تحضير وتوصيف محسنات التربه العضويه النانويه ،وتاثيرها علي خواص التربه الرمليه وانتاجيه القمح
وايضا تم الانتهاء من تطبيق سماد النانو ” Npk ” علي نمو وانتاجيه نبات البطاطس .

ابحاثنا في أفضل المجلات العالميه .. وانشاء وحدة لتجهيز

وتحضير المواد النانومتريه قريبا

أهم البروتوكولات التي تم توقيعها مع المعمل ؟

تم توقيع بروتوكول مع مركز التميز العلمي التابع لوزارة الانتاج الحربي ؛ والذي يهدف الي التعاون في المشروعات البحثيه التطبيقيه المختلفه للاستفاده من الامكانيات المعمليه والفنيه ، وكذا تبادل الكوادر العلميه المتميزه بين الطرفين .
ما أهم التوصيات الفنيه عند استخدام النانو ؟
لابد من التأكد من مدي أمان وسلامه المواد المستخدمه النانويه في مجال الزراعه ؛ وذلك من خلال اجراء التجارب السميه علي حيوانات التجارب .

ماذا عن النشر الدولي للابحاث العلميه لباحثي المعمل ؟
نسير مع اهداف الدوله المصريه واستيراتيجيه 2030 من ضروره اجراء كل ما هو جديد والبدايه من حيث انتهت الدول في ابحاثنا التطبيقه ، وبات ذلك جليا من خلال النشر الدولي لباحثي المعمل في المجلات العالميه البحثيه المتميزه المختلفه .

وماذا عن النشر علي المستوي الشخصي ؟
استطعت الوصول بنشر ابحاثي في المجلات الدوليه المتميزه عالميا في مجال النانو ذات معامل تأثير عشرين ونصف ، ودائما اسعي للارتقاء بابحثي وتصنيفها عاليما ؛ لان ذلك ينعكس بشكل كبير بالايجاب علي الباحث من ناحيه ، وعلي مركز البحوث الزراعيه وتصنيفها ، والمنظومه البحثيه المصريه بشكل عام من ناحيه أخري .

حدثنا عن جودة منتجات المعمل مقارنه بالاسواق ؟
انتجنا النانو فوسفور كالسيوم ؛ حيث تقدرنسبه الكالسيوم للفوسور ب 2 – 1 لاول مره في مصر وهوالمنتج الوحيد المتميز والفريد من نوعه ؛ والذي يحقق اعلي معدل استفاده للنبات عند استخدامه ، ولا يتواجد مثيل له في الشركات والاسواق المصريه ، فالمتاح في السوق المصري اسمده الكالسيوم او الفوسفور كلا منهما منفردا ، او هناك خلط ولكن ليست بنفس النسبه المشار اليها سابقا .

ماذا عن طريقه استخدامه ؟
يضاف لكل 1 لتر من نانو فوسفور الكالسيوم 400 لتر مياه ، وتظهر اهميه استخدامه في تزويد نسبه العقد ومقاومته للتغيرات المناخيه ؛ لذا فهو يقلل من نسبه تساقط الثمار وزيادة معدل الانتاج .

كيفية النهوض بتقنيه النانو تكنولوجي من وجهه نظرك ؟

اوضح بدايه بان التطبيق في البحث العلمي يحتاج لتنفيذ البحوث فعليا علي ارض الواقع والربط بينها وبين التصنيع ؛ وهو ما يحدث الفارق بين بلد واخري .
لذلك فلا سبيل للارتقاء بهذه التقنيه علي مستوي اوسع واشمل وتحقيق الاستفاده المرجوه الا ان تتعاون ووتكاتف معاهد المركز سواء فيما بينها او مع العالم الخارجي حتي لا نعمل في جزر منعزله هذا من ناحيه ، والربط بين الابحاث التطبيقيه بالاستثمار والمستثمرين والشركات من ناحيه اخري ، وكذا لابد من الوقوف علي ما انتهت عليه الدوله والاستفاده من التجارب وخلافه ، وكل ذلك سوف يصل بينا في النهايه الي ما يسمي بالنوهاو وهو كيفية عمل منتج متاح للمزارع وآمن ، لتحقيق الغرض من هذه التقنيه الحديثه في تطوير قطاع الزراعه بما يخدم استيراتيجه التنميه الزراعيه وذلك من خلال ايجاد حلول نانو تكنولوجيه للمشاكل التي تواجه الزراعه ، فتقنيه النانو تعد ثوره صناعيه واعده ستغير المفاهيم المعرفيه والصناعيه ، لذا وجب تحويل نتائج البحوث الي مشروعات ومصانع انتاجيه .

ماذا عن الوحدات داخل المعمل ؟

المعمل يتكون من اربع وحدات ، وحدة الميكروسكوب الالكتروني النافذ ، قياس حيود الاشعه السينيه ، ميكروسكوب الليزر البؤري ، قياس المغناطيسيه ، كما أن هناك وحده تحت الانشاء في الوقت الراهن وهي وحده تجهيز وتحضير المواد النانومتريه .

وختاما اوضح مدير معمل النانو تكنولوجي بأن هذا العلم الذي يهتم بدراسه ومعالجه المادة علي المستوي الذري أو الجزيئي للحصول علي مواد ذات حجم نانومتري وشكل محدد وذات خواص جديده وفريده ؛ عرفته البشريه منذ الآف السنين ، كالفراعنه ، والاغريق ، وبات ذلك واضحا في منتجاتهم وصورهم ونقوشهم المختلفه .