纳米颗粒是100纳米大小的微小结构。它们的特点是不同的物理和化学性质和生物活性比其较大的材料对应物。-当具有特定表面积的微观尺度的起始材料被分解成纳米尺寸，即更小的颗粒时，其表面积将增加许多倍。印度Sant Gadge Baba Amravati大学的Mahendra Rai教授解释说，正是表面与体积的比例导致了纳米颗粒的独特性质。

　　纳米颗粒主要可以是有机的或无机的。在有机分子中，我们可以区分脂质体、胶束和树状大分子。“脂质体是由磷脂双分子层组成的囊泡，内部有自由空间，例如，你可以在其中放入药物并精确地将其输送到体内的目标位置，因为脂质体会在肿瘤的酸性环境中分解并释放其中的药物，”NCU生物和兽医科学学院微生物学系的Patrycja Golinska教授说。-在无机纳米粒子中，我们可以区分金属纳米粒子，如银、金、钛、铜、金属氧化物(如氧化锌)和半金属(类金属)，如二氧化硅、硒和铝。在尼古拉斯·哥白尼大学，我们主要研究金属纳米颗粒。到目前为止，我们主要是生物合成银和金纳米粒子。近年来，我们还生物合成了氧化锌、氧化铜和氧化镁纳米粒子。

　　纳米粒子的制备方法多种多样，但近年来，所谓的绿色合成(生物合成或生物合成)引起了人们对纳米技术越来越多的兴趣。-它是环保的。在生物合成中，与化学或物理合成不同，纳米颗粒的生产不使用有毒化合物，也不消耗大量的能量，Rai教授说。此外，在通过化学或物理方法生产纳米颗粒后，它们仍然需要稳定，即。被其他化合物“包裹”，这些化合物通常也是有毒的。关键是纳米颗粒不会聚集，即不会相互结合成更大尺寸的结构，也不会失去它们的反应表面，从而不会失去它们独特的性质。

　　绿色纳米技术

　　托鲁维尼古拉哥白尼大学的生物学家开始对生物合成感兴趣，即微生物(如真菌和细菌)以及藻类和植物合成纳米颗粒。在Rai教授访问波兰期间，科学家们专注于真菌合成，即利用真菌合成纳米颗粒。-作为Rai教授在哥白尼大学开展的项目的一部分，我们使用真菌合成了银纳米粒子，主要是镰刀菌属，它会感染包括谷物在内的植物，但也来自其他属，如青霉菌，它会在橘子和柠檬上生长- Golinska教授说。-在这种生产中，不使用有毒化合物，不产生有毒废物。

　　真菌在合成纳米粒子方面比其他微生物的优势在于，它们产生大量的各种代谢物，包括许多蛋白质，包括酶，其中许多物质可以参与将银离子还原为纳米银。

　　应用程序

　　纳米技术可用于人类生活中最重要的领域:医药、农业和包装工业以及食品储存。纳米颗粒对多种微生物具有高活性。它们能很好地抵抗病原微生物并抑制其传播，可用于在医院生产各种表面和材料，例如在COVID-19大流行期间生产的带有纳米银过滤器的口罩。它们对抗常用抗生素的细菌有效。纳米银还具有抗癌特性。

　　拉伊教授解释说，纳米材料是聪明的，它们可以静脉注射，但它们只在目标部位起作用，即在癌性肿瘤中起作用，而不像化学疗法那样，化学疗法会同时破坏全身的异常细胞和健康细胞。在纳米粒子的情况下，我们可以使用靶向治疗，在这种治疗中，抗癌药物只会在肿瘤部位释放。纳米颗粒本身可以是一种药物，也是一种药物载体。

　　在农业方面，纳米技术的应用有三个方面。首先是在植物病害的最初症状出现之前及早发现植物病原体。电子鼻是一种我们目前还不涉及的技术，但由于在这个设备中使用了纳米线或氧化锌纳米棒等纳米材料，它可以检测致病真菌产生的挥发性物质。Golinska教授说，还可以使用其他类型的纳米生物传感器来检测植物病原体的DNA。-因此，在我们看到植物侵染的症状之前，例如叶片变色、突袭或坏死，可以采用适当的农业技术处理。

　　第二个方面是使用纳米粒子溶液直接对抗已经在植物上形成的病原体。这种纳米粒子的作用浓度通常比化学杀菌剂低得多，因此它们在环境中的浓度也比常用的杀菌剂低得多。

　　纳米材料在农业中的第三个应用领域是向植物输送养分。就像在医学中一样，纳米材料本身可以是一种营养物，或者是一种含有营养物的载体，可以以一种可控的方式释放出来。当农民使用传统肥料时，他们在短时间内将大量肥料输送到田地里，而植物无法利用这些肥料，而且其中很大一部分肥料深入土壤进入地下水，从而进入水库(地表水)。这对水生环境产生不利影响，导致水体富营养化。过度施肥还会危害土壤微生物，导致所谓的。“土壤疲劳”，即养分含量的持续不平衡，对作物的大小产生负面影响。使用纳米胶囊，即将作为植物营养物质的纳米颗粒放置在胶囊或基质中，您可以通过叶面或土壤施用这些营养物质。这种解决方案的最大优点是以一种可控的、缓慢的、持续的方式释放养分。这是可持续发展的一个要素，这在当今是极其重要的，拉伊教授说。

　　友好的真菌

　　Rai教授凭借波兰国家学术交流机构(NAWA)的奖学金来到波兰两年。在拟议的项目“开发新的环保和生物活性纳米材料”下，与hab博士组成的团队合作。Patrycja Golińska (NCU教授)、Magdalena Wypij博士和博士生Joanna Trzcińska-Wencel研究了基于普鲁兰和银纳米粒子(AgNPs)的纳米复合材料的生产，用于对抗各种微生物。pululan是一种天然的可生物降解聚合物，它是用真菌(Aureobasidium pululans)生物合成的，并与银纳米粒子结合，银纳米粒子是用霉菌绿色合成产生的，我之前提到过，Golińska教授解释说，我们制造了薄膜，即薄而柔韧的箔，包裹着银纳米粒子。例如，我们测试了这些薄膜，以对抗导致伤口感染的病原体或食品中产生的病原体，如单核细胞增生李斯特菌或沙门氏菌，即事实上延长了食品的保质期。

　　与银纳米颗粒结合的普鲁兰具有有益的特性，因此可以用于生产食品包装或敷料，从而加速伤口愈合，保护伤口免受感染的发展。-当我们有更广泛的伤口时，例如烧伤，它们高度暴露于感染的发展- Golińska教授解释说-用生物可降解聚合物和抑制病原体发展的剂来保护这样的地方将大大加速伤口愈合。

　　该团队打算为一种获得基于普鲁兰的纳米复合材料并从薄膜中释放纳米颗粒的方法申请专利。此外，Rai教授和Golińska教授编辑了三本重要的书籍:《微生物纳米技术》，《Myconanotechnology:新兴趋势和应用》和《纳米材料的真菌合成:展望和挑战》，由著名出版社CRC Press/Taylor and Francis Group出版。Rai教授说:“我们希望这些书将为环保绿色纳米材料领域开辟新的可能性。”

　　此外，在教授访问期间发表了两篇研究论文，分别是《具有抗菌和抗生物膜活性的生物源纳米银及其在农业和工业中的应用潜力》(https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1125685)和《真菌合成银纳米凝胶在不同大鼠伤口模型上的卓越体内创面愈合活性》(https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.881404)。《茄枯病菌IOR 825中新型氧化银和氧化锌纳米粒子的生物制备及其在农业上作为植物病原体生物防治剂的潜在应用》;以及种子萌发和幼苗生长促进剂”(https://doi.org/10.3389/fchem.2023.1235437)和“用镰刀菌菌株JTW1的银纳米粒子浸渍的普鲁兰基薄膜在食品工业和医药中的潜在应用”(https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1241739)在Rai教授离开波兰后发表。Rai教授与Golińska教授合作的另一个可衡量的效果将是Aniketkumar K. Gade博士访问Nicolaus哥白尼大学，他在Polonez Bis 2 call中获得了波兰国家科学中心的资助，他将被聘为24个月的副教授，并于10月来到托卢奇。他亦会执行一项有关纳米科技在农业上的应用的计划。他将生产出包裹着酪蛋白的生物纳米颗粒，未来将用作肥料。

　　哥白尼大学的研究小组的目标是创造纳米配方，作为纳米肥料和控制植物病原体发展的药剂，可以广泛用于农业，取代目前大量使用的化肥和植保产品。- Rai教授说，这是为了限制农业中化学品的使用，实现可持续发展并减轻气候变化的影响。

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