Nanotechnology and plant sciences: nanoparticles and their impact on plants

این کتاب دیدگاهی جامع از پاسخ‌های پیچیده و دینامیکی گیاهان به نانوذرات، مکانیسم‌های انتقال سیگنال درگیر و تنظیم بیان ژن را ارائه می‌کند. علاوه بر این، به فیتوسنتز نانوذرات، نقش نانوذرات در سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی گیاهان و کشاورزی، اثرات مفید و مضر نانوذرات بر گیاهان، و کاربرد نانوذرات و نانولوله‌ها در طیف‌سنجی جرمی می‌پردازد و در نهایت به تجزیه و تحلیل می‌پردازد. متابولومیک گیاهان تعداد فزاینده ای از اختراعات در زمینه نانوتکنولوژی، کاربردهای جدیدی را در زمینه های بیوتکنولوژی و کشاورزی ایجاد می کند. نانوذرات به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد این ترکیبات مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. در علوم زیستی، نانوذرات به‌عنوان سیستم‌های تحویل «هوشمند» استفاده می‌شوند و برنده جایزه نوبل P. Ehrlich را بر آن داشت تا از این ترکیبات به عنوان «گلوله‌های جادویی» یاد کند. نانوذرات همچنین نقش مهمی در کشاورزی به عنوان کودهای مرکب و نانو آفت کش ها ایفا می کنند و به عنوان عوامل انتقال شیمیایی که مولکول ها را به اندامک های سلولی خاص در گیاهان هدف قرار می دهند، عمل می کنند. با این حال، تأثیر نانوذرات بر رشد و نمو گیاهان همچنان باید بررسی شود. در نهایت، این کتاب شکاف‌های تحقیقاتی را نشان می‌دهد که باید در سال‌های آینده برای دستیابی به اهداف بزرگ‌تر در مورد کاربردهای نانوتکنولوژی در علوم گیاهان پر شود.

در قرن بیست و یکم، فناوری نانو به سرعت به یک تبدیل شده است. شاخه نوظهور علم در دنیای علوم فیزیکی، ابزارهای نانوتکنولوژی برای طیف وسیعی از کاربردها مورد بهره برداری قرار گرفته اند. در سال های اخیر، نانوذرات نیز در چندین شاخه از علوم زیستی مفید واقع شده اند. به ویژه، نانوتکنولوژی در دارورسانی و کاربردهای مرتبط در پزشکی به کار گرفته شده است.

This book presents a holistic view of the complex and dynamic responses of plants to nanoparticles, the signal transduction mechanisms involved, and the regulation of gene expression. Further, it addresses the phytosynthesis of nanoparticles, the role of nanoparticles in the antioxidant systems of plants and agriculture, the beneficial and harmful effects of nanoparticles on plants, and the application of nanoparticles and nanotubes to mass spectrometry, aiming ultimately at an analysis of the metabolomics of plants. The growing numbers of inventions in the field of nanotechnology are producing novel applications in the fields of biotechnology and agriculture. Nanoparticles have received much attention because of the unique physico-chemical properties of these compounds. In the life sciences, nanoparticles are used as “smart” delivery systems, prompting the Nobel Prize winner P. Ehrlich to refer to these compounds as “magic bullets.” Nanoparticles also play an important role in agriculture as compound fertilizers and nano-pesticides, acting as chemical delivery agents that target molecules to specific cellular organelles in plants. The influence of nanoparticles on plant growth and development, however, remains to be investigated. Lastly, this book reveals the research gaps that must be bridged in the years to come in order to achieve larger goals concerning the applications of nanotechnology in the plants sciences.

In the 21st century, nanotechnology has become a rapidly emerging branch of science. In the world of physical sciences, nanotechnological tools have been exploited for a broad range of applications. In recent years, nanoparticles have also proven useful in several branches of the life sciences. In particular, nanotechnology has been employed in drug delivery and related applications in medicine.