La respuesta al crecimiento El problema mundial de la producción de alimentos puede tener una pequeña solución:nanopartículas, que se están explorando como fertilizantes y fungicidas para cultivos.

NanoFARM; un consorcio de investigación formado entre la Universidad Carnegie Mellon, la Universidad de Kentucky, la Universidad de Viena, y la Universidad de Aveiro en Praga; está estudiando los efectos de las nanopartículas en la agricultura. Las cuatro universidades recibieron subvenciones de las respectivas fundaciones científicas nacionales de sus países para descubrir cómo estas diminutas partículas, de solo 4 nanómetros de diámetro, pueden revolucionar la forma en que los agricultores cultivan sus alimentos.

"Lo que estamos haciendo es obtener una comprensión fundamental de las interacciones entre nanopartículas y plantas para permitir una comprensión futura, "dice el profesor de CEE Greg Lowry, el investigador principal del proyecto nanoFARM. "Con pesticidas, menos del 5% va al cultivo; el resto simplemente va al medio ambiente y hace cosas dañinas. Lo que estamos tratando de hacer es minimizar ese desperdicio y el daño ambiental correspondiente haciendo un mejor trabajo al enfocar la entrega ".

Los equipos buscan dos objetivos:la cantidad de nanomaterial que se necesita para ayudar a los cultivos cuando se trata de ahuyentar las plagas y suministrar nutrientes, y ¿cuánto podría dañar potencialmente las plantas o los ecosistemas circundantes?

Los pesticidas y fertilizantes aplicados son vulnerables al lavado, especialmente si hay una tormenta poco después de la aplicación. Pero las nanopartículas no se lavan tan fácilmente, haciéndolos extremadamente eficientes para entregar micronutrientes como zinc o cobre a los cultivos.

"Si pones sal de zinc en agua, se disolverá rápidamente, "dice el estudiante de doctorado Xiaoyu Gao, que ha estado con NanoFARM desde sus inicios. "Si pones nanopartículas de óxido de zinc en su lugar, puede tardar días o semanas en disolverse, proporcionando un lento, sistema de entrega a largo plazo ".

Gao investiga la velocidad a la que se disuelven las nanopartículas. Su hallazgo más reciente es que las nanopartículas de óxido de cobre tardan entre 20 y 30 días en disolverse en el suelo. lo que significa que entregaron nutrientes a las plantas a un ritmo constante durante ese período de tiempo.

"En países en desarrollo como China e India, una gran cantidad de personas se mueren de hambre, ", dice Gao." Este tipo de tecnología puede ayudar a proporcionar alimentos y ahorrar energía ".

Pero la investigación de Gao es solo una pieza del rompecabezas de NanoFARM. Lowry viajó recientemente a Australia con Ph.D. la estudiante Eleanor Spielman-Sun para explorar cómo las nanopartículas cargadas de manera diferente se absorbían en las plantas de trigo.

Aprendieron que las partículas cargadas negativamente podían moverse por las venas de una planta, lo que las hacía adecuadas para un agricultor que deseaba aplicar un fungicida. Las partículas con carga neutra entraron en el tejido de las hojas, lo que sería beneficioso para los productores que quisieran fortificar un alimento con valor nutricional.

Lowry dijo que todavía están muy lejos de aprobar un producto terminado para todos los cultivos; en este momento, se están concentrando en las plantas de tomate y trigo. Pero con la ayuda de sus socios universitarios, poco a poco están creando sistemas para realizar más investigaciones.