חגי כוחיי Ph.D.

יעילות השימוש באגרו כימיקלים נמוכה מאוד ונעה בין כ- 50% בדשנים לבין 5% ואף למטה מכך בחומרי הדברה. המשמעות היא שרוב החומר הפעיל שמיושם לא מגיע ליעדו ועלול לגרום לזיהום סביבתי.

בדומה למקובל בעולם הרפואה, אנו מציעים להשתמש בננו-חלקיקים כנשאים לחומרים פעילים, כגון חומרי הדברה או יסודות הזנה. השימוש בנשאים מאפשר שיפור בתכונות מפתח, ובהן היצמדות לעלה, שחרור מבוקר, חדירה מדויקת לאתרי מטרה בצמח, הגברת המסיסות ועוד.עם זאת, בשונה מהשימושים הרפואיים, בעולם החקלאות נדרשים הנשאים להיות חסכוניים בעלותם ומתכלים בקלות בתנאי הסביבה.

אנו משתמשים בננו-חלקיקים אורגניים ואי-אורגניים בעלי תכונות מגוונות, ובאמצעות שליטה בתהליך הסינתזה מעצבים אותם כך שיתאימו למטרות המחקר השונות. בהתאם לכך, אנו חוקרים את הקשר בין מבנה החומר לתפקודו בהקשר החקלאי והסביבתי.היעילות של החלקיקים כנשאים נבחנת בהתאם לייעודם, בין אם בהשפעה פיזיולוגית על הצמח, ביכולת להוביל חומרים פעילים לאתרים ספציפיים בו, ובין אם בהשפעה על הקרקע או על הסביבה.

ההבנה של תכונות שטח הפנים המאפשרות לחדור או לעקוף את מנגנוני ההגנה המבניים של הצמח — כגון הקוטיקולה, דופן התא וממברנת התא — ולהכווין את החומר הפעיל לאתר היעד בהתאם לצורך (אפופלסט, ציטופלזמה, גרעין התא, כלורופלסט) מהווה בסיס לשיפור היישום וההובלה של החומרים הפעילים. אנו שואפים להבין לעומק את המנגנונים המאפשרים חדירה ותנועה דרך רקמות הצמח.

אנו משתמשים בשיטות אנליטיות מגוונות לאפיון החומרים, למודיפיקציה של שטחי הפנים, ולבחינת ההעמסה של החומר הפעיל (XRD, TEM, FTIR, TGA, DLS, ICP-MS, HPLC ועוד). המערכות הצמחיות שלנו כוללות, פרוטופלסטים ותרביות תאים המאפשרים לנו לחקור שלבים שונים במעבר החלקיקים דרך הרקמה הצמחית. כשאנחנו עובדים במערכות צמחיות וקרקעיות אנחנו משתמשים בסמנים פלורוסנטיים או במתכות נדירות המאפשרות מעקב אחרי החלקיקים. השימוש ב-Confocal microscopy וב-Flow cytometer מאפשר לנו לאפיין את יחסי הגומלין בין החלקיקים ובין הרקמות הצמחיות והתאים. בנוסף אנו משתמשים במדידות כגון חילוף גזים, פרמטרים פוטוסינתיים (Licor), ריכוזי יסודות הזנה, ריכוזי אנטיאוקסידנטים ועוד כדי להסיק על מצבו הפיסיולוגי של הצמח.