Magnetic Nanostructures: Environmental and Agricultural Applications

اخیراً، نانوساختارهای مغناطیسی علاقه قابل توجهی برای تحقیقات پایه و مطالعات کاربردی پیدا کرده اند. به دلیل هزینه کم و سهولت در ساخت و اصلاح، پتانسیل بالایی برای کاربردهای کشاورزی و زیست محیطی دارند. استفاده از نانوساختارهای مغناطیسی در طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها از جمله کاتالیز، بیوتکنولوژی، زیست‌پزشکی، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، کشاورزی، حسگرهای زیستی و حذف آلاینده‌های محیطی و غیره ثابت شده است.

این کتاب شامل 16 فصل از دانش، اکتشافات و کاربردهای گردآوری شده در کشاورزی، اصلاح خاک و تصفیه آب است. این مقاله نقش نانو کشاورزی را با توجه به امنیت غذایی توصیف می کند و نگرانی های حفاظت از محیط زیست و کشاورزی را مورد بحث قرار می دهد. همچنین کاربردهای بالقوه نانومواد مغناطیسی در بخش‌های کشاورزی و مواد غذایی مانند توسعه حسگرها، نظارت بر محیط برای تصفیه فاضلاب و اصلاح خاک‌های آلوده را ارائه می‌دهد. افزایش عملکرد محصول از طریق استفاده از نانو آفت کش ها یا نانوکودها و امنیت زیستی با استفاده از حسگرها برای شناسایی عوامل بیماری زا در طول کل زنجیره غذایی نیز مورد بحث قرار گرفته است.

این کتاب همچنین منابع مختلف تخصص در جنبه های مختلف کاربرد نانوساختار مغناطیسی در بخش کشاورزی و مواد غذایی و اصلاح محیط را گرد هم آورده است. نانوساختارهای مغناطیسی همچنین دارای پتانسیل بالایی در فرآیندهای بیوتکنولوژیکی هستند، زیرا می‌توانند به عنوان حامل آنزیم‌ها در طول تبدیل‌های بیوکاتالیستی مختلف مورد استفاده قرار گیرند. نانومواد مغناطیسی جدید می توانند برای تشخیص و جداسازی آفت کش ها از نمونه های زیست محیطی و بیولوژیکی استفاده شوند. ظرفیت جذب عالی نانوجاذب های مغناطیسی اصلاح شده به همراه مزایای دیگری مانند قابلیت استفاده مجدد، جداسازی آسان، ترکیب سازگار با محیط زیست و آزادی تداخل یون های فلز قلیایی خاکی، آنها را به جاذب های مناسبی برای حذف یون های فلزات سنگین از زباله های محیطی و صنعتی تبدیل می کند. یکی از مهمترین کاربردهای زیست محیطی نانوساختارهای مغناطیسی در تصفیه آب، چه در اصلاح آب های زیرزمینی و چه از طریق جداسازی مغناطیسی و/یا سنجش آلاینده های موجود در سیستم های آبی مختلف بوده است.

ترکیب یکپارچه این 16 فصل، نوشته شده توسط کارشناسان با تجربه قابل توجه در حوزه تحقیقاتی خود، یک نمای کلی جامع در مورد سنتز، خصوصیات، کاربرد، پردازش محیطی، و کشاورزی نانوساختارهای مغناطیسی مهندسی شده ارائه می دهد. پوشش جامع آن به چگونگی تعامل مواد نانوساختاری در گیاهان و همچنین کاربردهای بالقوه و مفید آنها می پردازد.

Recently, magnetic nanostructures have gained a remarkable interest for basic research and applied studies. Because of their low cost and ease of manufacture and modification, they have great potential for agricultural and environmental applications. The use of magnetic nanostructures has been proven in a wide range of fields including catalysis, biotechnology, biomedicine, magnetic resonance imaging, agriculture, biosensors, and removal of environmental pollutants, among others.

This book includes 16 chapters of collected knowledge, discoveries, and applications in agriculture, soil remediation, and water treatment. It describes the role of nano-agriculture with regard to food security and discusses environmental and agricultural protection concerns. It further offers potential applications of magnetic nanomaterials in the agriculture and food sectors, such as the development of sensors, environment monitoring for wastewater treatment and the remediation of contaminated soils. Increasing crop yield through the use of nanopesticides or nanofertilizers and biosecurity using sensors for detecting pathogens along the entire food chain are discussed as well.

This book also brings together various sources of expertise on different aspects magnetic nanostructure application in the agri-food sector and environment remediation. Magnetic nanostructures also have great potential in biotechnological processes, as they can be utilized as a carrier for enzymes during different biocatalytic transformations. Novel magnetic nanomaterials can be used for detection and separation of pesticides from environmental and biological samples. The excellent adsorption capacity of the modified magnetic nanoadsorbents together with other advantages such as reusability, easy separation, environmentally friendly composition, and freedom of interferences of alkaline earth metal ions make them suitable adsorbents for removal of heavy metal ions from environmental and industrial wastes. One of the most important environmental applications of magnetic nanostructures has been in the treatment of water, whether in the remediation of groundwater or through the magnetic separation and/or sensing of contaminants present in various aqueous systems.

The integrated combination of these 16 chapters, written by experts with considerable experience in their area of research, provides a comprehensive overview on the synthesis, characterization, application, environmental processing, and agriculture of engineered magnetic nanostructures. Its comprehensive coverage discusses how nanostructure materials interact in plants as well as their potential and useful applications.