محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق به توسعه یک پارچه ضدحشره شده اند که برای ارگانیسم ها مانند یک هزارتوی پیچیده عمل می کند.
ترجمه: آزاده موحد
به گزارش سرویس اطلاعرسانی نساجی امروز، این پارچه که به اصطلاح سپر گیاهی نامیده می شود، به منظور جلوگیری از نفوذ حشرات به محصولات زراعی طراحی شده است، با این حال از نظریه آن می توان در ایجاد خاصیت دفع حشرات در پوشاک نیز استفاده کرد.
گریسن کیو از دانشگاه کارولینای شمالی و نویسنده ارشد مقاله می گوید: "ما به این نتیجه رسیدیم که با استفاده از فناوری جدید می توان با حشراتی که پیش از این فکر می کردیم قابل دفع نیستند، مقابله کرد. ما نشان داده ایم که با استفاده از یک سد مکانیکی می توان جلوی نفوذ تریپس توتون و احتمالا سایر حشرات را گرفت و امکان رشد گیاه را فراهم نمود."
محققان بر اساس یافته های خود عقیده دارند که سپر گیاهی می تواند جایگزینی موثرتر و فاقد مواد شیمیایی برای دفع حشرات باشد.
پیش از این روکش های گیاهان مانند توری پنجره ها تنها قادر بودند بر اساس سایز خود حشرات را از گیاه دور کنند. با این حال محققان می گویند این روش برای مقابله در برابر حشرات کوچکی مانند تریپس توتون که به اندازه نوک یک مداد هستند، می تواند مشکل ساز باشد.
مایک رو، استاد دانشگاه کارولینای شمالی می گوید: "برای این که روکش های قدیمی گیاهان بتوانند حشرات بسیار کوچک را از خود دور کنند باید اندازه منافذ آن ها به قدری کوچک باشد که حتی آب، هوا و رطوبت هم نتواند به آن نفوذ کند. ما باید به دنبال روشی می بودیم که تنها بر اساس سایز نباشد و با مکانیزم دیگری مانع از رسیدن حشرات به گیاه شود."
به این ترتیب محققان یک پارچه کشباف سه بعدی سه لایه طراحی کرده و در لایه های بیرونی و درونی آن از نخ شفاف استفاده کردند. نور خورشید از درون این نخ که می توان آن را از پلاستیک های بازیافتی نیز تهیه کرد، قابل عبور است اما نفوذ حشرات از درون آن ممکن نیست. یک لایه کشباف بین دو لایه اطراف و به صورت عمود بر آن ها ساندویچ شده و یک ساختار هزارتو مانند درون سپر گیاهی ایجاد می کند.
رو می گوید با وجود این طراحی ساختاری سپر گیاهی، حشرات برای عبور از درون هزارتو و رسیدن به گیاه با مشکل روبرو می شوند. وجود پیچ و خم ها باعث سخت تر شدن عبور حشرات از درون این سپر و رسیدن آن ها به گیاه می شود. حشرات برای یافتن غذا زمان محدودی در اختیار دارند، در غیر این صورت از بین می روند. این زمان برای یک حشره جوان نسبتا کوتاه است.
محققان در سه تجربه نخست دریافتند که زمان عبور حشرات از درون سپر گیاهی در مقایسه با روکش های معمولی بسیار بیشتر است. آن ها یک برگ کلم و ده تریپس توتون را درون یک پتری دیش(ظرفی بشقاب مانند از جنس شیشه یا پلاستیک با عمق کم و در دار) قرار دادند و روی گیاه را یک بار با سپر گیاه و یک بار با روکش معمولی پوشاندند. زمان عبور پنج عدد از حشرات از درون سپر گیاهی حدود سه ساعت و از درون روکش تجاری یک لایه موجود در بازار تنها 12 دقیقه بود. در تجربه ای مشابه با کرم ها تغذیه نشده مشاهده شد که کارایی سپر طراحی شده توسط آن ها در جلوگیری از نفوذ کرم های جوان تغذیه نشده در مدت 12 ساعت حدود 90 درصد بوده است.
رو می گوید در دنیای واقعی حشرات انتخاب های زیادی برای پیدا کردن غذا دارند. در شرایط آزمایشی در واقع ما بدترین حالت موجود را در نظر گرفتیم که در آن حشرات تنها یک انتخاب برای تغذیه داشتند. بنابراین انتظار می رود در شرایط واقعی و غیرآزمایشگاهی سطح محافظت این سپرها بسیار بیشتر باشد.
محققان در آزمایشات خود مشاهده کردند که در قفس حاوی کرم های پیله ساز تغذیه نشده گیاهان بدون روکش تقریبا به طور کامل خورده شدند در حالی که گیاه دارای سپر گیاهی خورده نشده باقی ماندند. آن ها گفتند که پس از گذشت ده روز حتی یک کرم هم بر روی گیاه روکش دار مشاهده نکردند.
آخرین آزمایش یک آزمایش سه ماهه در فضای بیرونی بود. در این آزمایش از سپر گیاهی به صورت روکش گلخانه ای بر روی گیاهان استفاده شد. به گزارش سرویس اطلاعرسانی نساجی امروز، محققان مشاهده کردند که گیاهان پوشانده شده با سپر گیاهی به صورت میانگین بزرگ تر بودند، وزن کلم هایی هایی که زیر سپر گیاهی بودند تقریبا سه برابر بیشتر بود.
محققان عقیده دارند هنوز تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود که آیا نفوذ حشرات به درون گیاه به دلیل ضخامت، اندازه حفره ها یا ساختار هزارتو مانند لایه داخلی روکش بوده است یا خیر. با این حال تحقیقات آن ها ثابت کرد که بدون مواد شیمیایی نیز می توان با این موجودات کوچک مقابله کرد.
کیو می گوید تریپس ها بسیار ریز هستند. اگر با روش سپر گیاهی بتوان آن ها را از گیاه دور کرد پس می توان از نفوذ حشرات بزرگ تر به گیاه نیز جلوگیری نمود. تا وقتی که این سپر در برابر کرم های پیله ساز نوزاد که ریزترین کرم های پیله ساز هستند و باید سریع تغذیه شوند کار کند، می توان تا حدودی نتیجه گرفت که در برابر کرم های دیگر نیز موثر است.
محققان عقیده دارند که روکش جدید می تواند انتخاب خوبی برای محصولات با ارزش بالا مانند انگور باشد. آن ها قصد دارند در آینده بر روی این موضوع که آیا روکش ها در شرایط سخت و با تغییرات آب و هوایی نیز به خوبی عمل می کنند یا خیر تحقیق کنند.