Сегодня сельское хозяйство сталкивается с необходимостью повышения эффективности производства продовольствия в связи с ростом численности населения и сокращением площади пахотных земель и водных ресурсов. Удобрения играют важную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур, однако неэффективность, присущая традиционной обработке удобрений, может привести к тяжелым экономическим и экологическим последствиям.
Значительные экономические последствия неэффективного внесения удобрений также нельзя игнорировать.
Например, фермеры во всем мире могут улучшить свои экономические показатели примерно на 4,7 млрд. долл. США в год за счет повышения эффективности использования азота на 20%. Для удовлетворения глобальных потребностей в продовольствии экологически и экономически устойчивым образом, ученым необходимо изучить новые подходы и технологии.
Нанотехнология включает в себя ряд технологий, связанных с манипулированием веществами в диапазоне длин от 1 до 100 нм. Частицы размером менее 100 нм попадают в переходную зону между отдельными атомами или молекулами и соответствующим сыпучим материалом, что может привести к резким изменениям физических и химических свойств материала.
Нанотехнологии уже привели ко многим инновациям в таких разнообразных областях, как медицина, материаловедение и электроника.
Кроме того, нанотехнологии широко распространены в потребительских товарах от текстиля до спортивного инвентаря и электроники. Существуют очевидные перспективы воздействия на производительность сельского хозяйства с использованием нанотехнологий.
Нано-Удобрения являются одним из потенциальных видов продукции, которая может стать одним из главных нововведений для сельского хозяйства, большая площадь поверхности и малые размеры наноматериалов могут позволить улучшить взаимодействие и эффективное усвоение питательных веществ для удобрения сельскохозяйственных культур. Внедрение нанотехнологий в производство удобрений может улучшить профиль выбросов и повысить эффективность поглощения, что приведет к значительным экономическим и экологическим выгодам.
По мере дальнейшего роста и развития нанотехнологий как области научных исследований ученых будут появляться новые возможности для включения наноматериалов в состав удобрений. Относительно медленный прогресс нанотехнологий в разработке составов удобрений, однако, может, по крайней мере, частично объясняться более низким уровнем финансирования научных исследований, отсутствием ясности в законодательстве и восприятием инноваций в отрасли удобрений.
Траектория нанотехнологий в фармацевтической промышленности может быть полезной отправной точкой для составления обоснованных прогнозов применения нанотехнологий в обработке минеральных удобрений.
Можно провести много параллелей между проблемами доставки лекарств и удобрений. Например, и то, и другое должно функционировать в сложных биологических системах, и другое требует, чтобы составы были биосовместимыми, поддающимися биологическому разложению.
Одна из проблем, однако, связана с ценностным предложением инновационных лекарственных средств в сравнении с удобрениями. Например, повышение стоимости удобрений в связи с использованием дизайнерских полимеров в качестве Нано-Окрытий вряд ли будет приемлемо для промышленности и производителей.
Нанотехнологии в производстве удобрений в настоящее время существуют в трех основных формах: наноразмерные объекты внесения удобрений, наноразмерные добавки и наноразмерные покрытия и растения хозяева. Хотя большинство примеров ученых в рамках этих категорий находятся еще на относительно ранней стадии разработки (на стадии разработки патентов и научных работ), на рынке уже имеется несколько примеров коммерческой продукции, включающей нанотехнологии.
