محققان کشورمان با ابداع بيوپليمرهاي نانويي با منشاء گياهي و جانوري موفق به ارائه روشي موثر براي مهار بيابان زايي شدند که تا پايان سال در ۳ منطقه کشور اجرايي مي شود.به گفته مجري پروژه، اين بيوپليمرهاي نانويي در قالب يک محلول آبي روي سطح بيابان ها پاشيده مي شود و ذرات شن و حتي گرد و غبار را به نوعي به هم مي دوزد و به صورت يک شبکه درمي آورد و در اصطلاح تثبيت مي کند. بدين شکل مي توان به راحتي در اين مناطق درختکاري کرد.اهميت اين دستاورد زماني مشخص مي شود که به جديدترين آمارهاي گسترش بيابان زايي در کشور نگاهي بيندازيم.به گفته دبير کميته فني دفتر امور بيابان هاي سازمان جنگل ها و مراتع کشور، بالغ بر ۱۲۰ ميليون هکتار از ۶۵ ميليون هکتار مساحت کشور تحت تاثير بيابان زايي قرار دارد و ۲۲۳ منطقه ۱۰۳ شهرستان در ۱۸ استان به مساحت 20.2 ميليون هکتار تحت تاثير فرسايش بادي قرار دارد و طبق آخرين برآوردها، بيابان زايي سالانه ۷ هزار و ۷۱۵ ميليارد ريال به کشور خسارت وارد مي کند.يکي از روش هايي که در جهان براي مهار بيابان زايي به تازگي مورد توجه قرار گرفته است، بهره گيري از فناوري هاي نوين همچون نانوفناوري براي تثبيت شن هاي روان و جلوگيري از گرد و غبار است که در اين عرصه محققان يکي از واحدهاي فناور مستقر در سازمان پژوهش هاي علمي و صنعتي ايران نيز موفق به توليد نانوحلقه هاي بيوپليمري شده اند که امکان درختکاري را در بيابان ها فراهم مي کند.

مصطفي آقايي مقدم مديرعامل اين واحد فناور تصريح کرد: استفاده از نانوحلقه هاي بيوپليمري در سال ۸۷ در يک منطقه ۶ هکتاري از بيابان هاي کاشان انجام شد که مجري آن سازمان جنگل ها و مراتع بود و اين پروژه به سفارش سازمان آسيايي تثبيت شن (TPN3) بود که نتايج مثبت آن را سازمان مذکور در قالب يک مقاله منتشر کرد. هم چنين استفاده از اين نانوحلقه هاي بيوپليمري در منطقه دشت عباس بين انديمشک و دهلران انجام شده است و تا پايان سال به منظور تثبيت گرد و غبار در بندرعباس و سپس در اهواز اجرايي خواهد شد.مجري طرح ، پايه اصلي نانوحلقه هاي بيوپليمري را مواد طبيعي اعلام کرد و افزود: بيوپليمرها موادي هستند که از پليمرهايي با منشاء گياهي و حيواني توليد مي شوند.

ما شکل فضايي اين پليمرها را که مولکول هاي بزرگ هستند تغيير داديم و آن ها را با استفاده از فناوري نانو به صورت هدفدار توليد کرديم که در زمينه هاي مختلف کاربرد دارد، در اين فرآيند زنجيره هاي ماکرو مولکولي که طول ميکرومتري دارد در يک واکنش کنترل شده به صورت حلقه هاي ۴۰ تا ۶۰ نانومتري درمي آيد.وي اضافه کرد: نانوحلقه هاي بيوپليمري علاوه بر تثبيت شن هاي روان و جلوگيري از ورود گرد و غبار مي تواند هر ذره و گرد ديگري مانند گرد صنايع فولاد، آلومينيوم، آهن، روي و مس را نيز تثبيت کند. حتي اين مواد در ترميم آثار باستاني نيز کاربرد دارد و از فرسايش آن ها جلوگيري مي کند.آقايي در تشريح چگونگي شبکه شدن گرد و غبار با نانوحلقه هاي بيوپليمري گفت: اين شبکه بيوپليمري حاوي حلقه هاي نانومتري از يک پليمر طبيعي است اما آنچه در عمل استفاده مي شود، يک محلول است که ۹۸ درصد آن آب و مابقي از اين نانوحلقه ها و يکسري موادمعدني در قالب يون هاي غليظ شده تشکيل شده است. حلقه شدن اين نانو بيوپليمرها براساس آناليز شن منطقه انجام مي شود و وقتي اين ماده روي شن و خاک اسپري مي شود، به داخل شن نفوذ مي کند. سپس نانو حلقه ها به يکسري ترکيبات پيوند دهنده درون شن  متصل مي شود و يک شبکه بيوپليمري را تشکيل مي دهد. اين شبکه ذرات موجود در شن را به هم وصل مي کند و مانع از بلند شدن آن ها مي شود، در حقيقت ذرات در اين شبکه به هم دوخته مي شود. اين شبکه براي اين که بتواند ذرات ريز را نگه دارد بايد در برابر بارش باران مقاوم باشد و هم چنين در برابر بادهاي با سرعت بالاي ۱۰۰ کيلومتر بر ساعت و شرايط دمايي کوير مقاوم باشد و از طرف ديگر بايد تجزيه پذير نيز باشد و براي هميشه در طبيعت باقي نماند هم چنين نهال، قلمه و بذر نيز درون آن قابليت رشد داشته باشد.

براي بيابان زدايي هم بايد بعد از تثبيت خاک، يک پوشش گياهي در محيط ايجاد شود و مواد نگه دارنده خاک، بعد از يکي دو سال که گياه رشد کرد از بين برود و مواد غيرطبيعي در محيط باقي نگذارد.اين پژوهشگر با اشاره به اين که در حال حاضر براي تثبيت خاک در بيابان اغلب از ترکيبات نفتي مانند مالچ استفاده مي شود، گفت: مالچ پاشي با اين منطق انجام مي شود که يک ماده سنگين روي شن قرار گيرد و مانع از بلند شدن آن شود اما اين کار مضرات بسياري دارد زيرا اولا مالچ يک ماده نفتي است که ترکيب طبيعي محيط زيست را به هم مي زند ثانيا عمليات مالچ پاشي نيازمند تجهيزات و نيروي انساني زيادي است. چون اين ماده شبيه قير است بايد در محيط ابتدا گرم و سپس روي خاک پاشيده شود که هزينه حمل از مبدا تا منطقه عملياتي نيز به آن اضافه مي شود.آقايي با اشاره به مزيت نانو حلقه هاي بيوپليمري اظهار داشت: ترکيب اين مواد زيست تخريب پذير است و محيط را آلوده نمي کند، عمليات پاشش آن ها نيز مانند پاشيدن آب است و نياز به فرآوري خاصي ندارد و هزينه انتقال آن به محيط نيز بسيار پايين است.

ميزان مصرف اين ماده به شرايط جغرافيايي، آب و هوا و ترکيب خاک منطقه بستگي دارد اما براي هر هکتار حدود ۱۵۰ کيلوگرم از اين ماده مصرف مي شود که در محل مصرف با حدود ۱۵ تن آب مخلوط و پاشيده مي شود و پس از پاشش، لايه اي به ضخامت ۴ تا ۵ ميلي متر از شن را خيس مي کند و مانع حرکت آن ها مي شود. وي با بيان اين که اين فناوري ساخت بيوپليمر به صورت مقاله در مجلات ISI منتشر شده است، اظهار داشت: دانش  فني ساخت نانو حلقه هاي پليمري يک فناوري بومي است که ما در مرکز رشد پارک علم و فناوري دانشگاه تهران به آن دست پيدا کرديم و هم اکنون اين دانش فني را به فناوري تبديل کرده ايم. وي در ادامه افزود: مذاکراتي براي تثبيت حدود ۲۰۰ هکتار از بيابان هاي طبس و جلوگيري از شن هاي روان و مسدود شدن خط راه آهن انجام شده است. هم چنين قرار است مواد لازم براي تثبيت حدود ۱۰ هکتار از اراضي اهواز در اختيار منابع طبيعي قرار گيرد تا آن ها عمليات پاشش را براي جلوگيري از گرد و غبار انجام دهند.وي اضافه کرد: هم اکنون ما حدود 300-200 سال براي بيابان زدايي از دنيا عقب هستيم و براي اين مهم بايد از محصولات و فناوري هاي نويني که امکان بهره برداري از بيابان ها با تثبيت شن هاي روان و جلوگيري از ورود گرد و غبار را دارند، حمايت شود.شايان ذکر است نانو حلقه هاي بيوپليمري موفق به دريافت تنديس نانو مواد از سازمان کارآفريني فناوري نانو در ايران شده است.