农业行业严重依赖水、化肥和农药来提高产量。
纳米技术利用精密化学，将化肥或农药高效输送至指定区域。
这可以在不产生浪费的情况下最大化这些成分的效果。
科学关乎改变世界的重大构想。但有时，最微小的物体也能带来巨大影响。
纳米技术听起来像科幻小说，但它所代表的技术已经发展了数十年。纳米技术方法已在广泛领域找到实际应用，从纺织品中的复合材料到农业。
农业是人类最古老的发明之一，但纳米技术带来了现代创新，有望大幅提高食品供应效率，并减少其生产对环境的影响。
农业伴随着农民再熟悉不过的成本：作物生产需要大量的水、土地和燃料。化肥和农药是实现必要的高作物产量所必需的，但其使用会带来环境副作用，尽管许多农民正在探索如何新技术减少其影响。
最微小的物体
纳米技术是研究直径仅为几纳米（十亿分之一米）的物体的科学。在这种尺度下，物体会获得独特的性质。例如，与同等质量聚集成的单一大块相比，一团纳米级颗粒的表面积极其庞大。
通过改变纳米级物体的尺寸及其他性质，我们获得了前所未有的能力，能够制造具有高度定制化性质的精密表面。
颗粒的应用
传统上，施用化学品需要先将活性成分溶解于水中，然后将混合液喷洒在作物上。但这些成分不易混合，使这一过程效率低下，且需要大量用水。
为提高效率并减少环境影响，农民需要其化肥和农药能够到达作物并被植物准确吸收到所需之处，例如根部或叶片。理想情况下，他们只需使用刚好足够的化学品来提高作物产量或保护其免受侵害或感染，从而避免多余部分被浪费。
定制的纳米级系统可以利用精密化学，实现化肥或农药的高效输送。这些活性成分可被包裹其方式类似于靶向药物递送中的做法。这种包裹技术还可用于提高溶解于水中的含量，从而减少所需的大量用量。
当前应用
制药公司Starpharma几年前涉足这一领域，当时它设立了一个部门，将其纳米技术创新应用于农业领域。此后，该公司已出售其农用化学品业务。
Psigryph是另一家在农业领域具有创新性的纳米技术公司。其技术使用源自Montmonercy酸樱桃提取物的可生物降解纳米结构，将生物活性分子输送穿过植物、动物和人类的细胞膜。
我的实验室多年来一直从事纳米科学研究，很自豪地看到我们对纳米尺度下聚合物包裹的操控的基础理解正在走向农业应用。一位前学生Darren Anderson现任Vive Crop Protection的首席执行官，该公司被评为加拿大顶尖成长型企业之一：它们将化学和生物农药悬浮于“纳米包”之中——这些纳米包如同极其微小的聚合物穿梭体——使农药能够轻松抵达目标。在施用于作物时，这些成分可以得到控制并被精准引导。
现有基础设施
这些纳米技术发展的一大优势在于，它们完全不需要任何新设备，这对于财务压力较大的农业行业而言是一项巨大优势。农民只需使用更少的水和燃料混合这些产品，即可实现效率提升。
纳米技术在农业领域的其他用途包括动物健康产品、食品包装材料和用于检测土壤中病原体、毒素和重金属的纳米生物传感器。在不久的将来看到这些新应用的广泛使用，也不足为奇。
随着纳米技术蓬勃发展，这类生产力提升对农民而言将至关重要，对我们其他人而言也意义重大，因为地球人口持续增长，气候变化的影响也日益明显。农民需要以更少的投入做更多的事。
幸运的是，几十亿分之一米恰恰代表了“更少”的定义。借助微小纳米技术，全球农业正处于重大变革的边缘。
