La risposta alla crescita, problema della produzione alimentare mondiale potrebbe avere una piccola soluzione:nanoparticelle, che vengono esplorati sia come fertilizzanti che fungicidi per le colture.

NanoFARM; un consorzio di ricerca formato tra la Carnegie Mellon University, l'Università del Kentucky, l'Università di Vienna, e l'Università di Aveiro a Praga; sta studiando gli effetti delle nanoparticelle sull'agricoltura. Le quattro università hanno ricevuto sovvenzioni dalle rispettive National Science Foundations dei loro paesi per scoprire come queste minuscole particelle, di soli 4 nanometri di diametro, possono rivoluzionare il modo in cui gli agricoltori coltivano il loro cibo.

"Quello che stiamo facendo è ottenere una comprensione fondamentale delle interazioni tra nanoparticelle e piante per consentire comprensioni future, " afferma il professor Greg Lowry della CEE, il ricercatore principale per il progetto nanoFARM. "Con i pesticidi, meno del 5% va nel raccolto, il resto va nell'ambiente e fa cose dannose. Quello che stiamo cercando di fare è ridurre al minimo gli sprechi e il corrispondente danno ambientale facendo un lavoro migliore mirando alla consegna".

I team stanno esaminando due obiettivi:quanto nanomateriale è necessario per aiutare le colture quando si tratta di allontanare i parassiti e fornire nutrienti, e quanto potrebbe potenzialmente danneggiare le piante o gli ecosistemi circostanti?

I pesticidi e i fertilizzanti applicati sono vulnerabili al lavaggio, specialmente se c'è un temporale subito dopo l'applicazione. Ma le nanoparticelle non si lavano via così facilmente, rendendoli estremamente efficienti per fornire micronutrienti come zinco o rame alle colture.

"Se metti il ​​sale di zinco nell'acqua, si dissolverà rapidamente, " dice il dottorando Xiaoyu Gao, che è stato con NanoFARM sin dal suo inizio. "Se invece metti nanoparticelle di ossido di zinco, potrebbero volerci giorni o settimane per dissolversi, fornendo un lento, sistema di consegna a lungo termine."

Gao ricerca la velocità con cui le nanoparticelle si dissolvono. La sua scoperta più recente è che le nanoparticelle di ossido di rame impiegano fino a 20-30 giorni per dissolversi nel suolo, il che significa che hanno fornito nutrienti alle piante a un ritmo costante in quel periodo di tempo.

"Nei paesi in via di sviluppo come Cina e India, un numero enorme di persone sta morendo di fame, " dice Gao. "Questo tipo di tecnologia può aiutare a fornire cibo e risparmiare energia".

Ma la ricerca di Gao è solo un pezzo del puzzle NanoFARM. Lowry si è recentemente recato in Australia con un dottorato di ricerca. studentessa Eleanor Spielman-Sun per esplorare come le nanoparticelle con carica diversa sono state assorbite nelle piante di grano.

Hanno appreso che le particelle caricate negativamente erano in grado di muoversi nelle vene di una pianta, il che le rende perfette per un agricoltore che voleva applicare un fungicida. Particelle cariche neutre sono andate nel tessuto delle foglie, che sarebbe vantaggioso per i coltivatori che volevano fortificare un alimento con valore nutritivo.

Lowry ha detto che sono ancora molto lontani dall'approvazione di un prodotto finito per tutte le colture, in questo momento si stanno concentrando su piante di pomodoro e grano. Ma con l'aiuto dei loro partner universitari, stanno lentamente creando sistemi per ulteriori ricerche.