Un team di ricercatori della Immanuel Kant Baltic Federal University ha ottenuto nanoparticelle magnetiche utilizzando la bandiera dolce (Acorus calamus). Sia le radici che le foglie di questa pianta hanno proprietà antiossidanti, antimicrobico, e proprietà insetticide. L'estratto di bandiera dolce è stato utilizzato come reagente non tossico per la produzione di particelle rivestite. Gli autori del lavoro hanno anche mostrato l'efficacia delle nuove nanoparticelle contro diversi tipi di funghi patogeni che danneggiano le piante coltivate. Una tecnologia sviluppata dal team prevede la produzione di nanoparticelle da una materia prima a base vegetale a basso costo e riduce l'effetto dannoso dei reagenti sull'ambiente.

A causa delle loro proprietà uniche, le nanoparticelle sono utilizzate in molti settori, dalla medicina alla produzione di petrolio. Le loro caratteristiche dipendono in larga misura dalla loro dimensione e forma, e il rapporto tra la loro superficie e il volume gioca un ruolo chiave. Più è grande, più forte è l'effetto locale di una nanoparticella. Le nanoparticelle magnetiche che possono essere controllate con un campo magnetico esterno o emettono calore sotto l'influenza della radiazione elettromagnetica hanno un potenziale in biologia e medicina. Per esempio, le particelle con momento magnetico aumentato sono utilizzate sia nella diagnostica medica che per il trattamento di varie condizioni. Alcuni studi indicano anche che le nanoparticelle magnetiche possono avere proprietà antimicotiche. Per queste applicazioni, gli scienziati suggeriscono di utilizzare nanoparticelle di ferrite di bario nel rivestimento biocompatibile.

"Esistono diversi metodi per produrre nanoparticelle rivestite con determinate caratteristiche, ma tutti includono reagenti tossici. Abbiamo sviluppato una tecnologia ecologica per la produzione di ferrite di bario con l'uso di estratto di bandiera dolce. La superficie di queste particelle ha proprietà biologiche aggiuntive e le particelle stesse possiedono tutte le caratteristiche magnetiche e geometriche necessarie, " ha detto la prof.ssa Larissa Panina, un dottorato di ricerca in Fisica e Matematica dalla BFU.

Il team ha miscelato un estratto ottenuto da radici essiccate di bandiera dolce con bario, sali di ferro e acqua. Quindi, la miscela è stata riscaldata per far evaporare il liquido e ottenere la polvere. Dopo di che, la polvere è stata sinterizzata a temperature fino a 900°C, e si sono formate nanoparticelle. Per studiare la loro morfologia, il team ha utilizzato la microscopia elettronica a scansione. Questo metodo si basa sulla scansione della superficie di un oggetto studiato con un fascio di elettroni e si applica a frammenti di dimensioni di pochi nanometri. La dimensione media delle nanoparticelle di forma esagonale era compresa tra 20 e 50 nm. Il team ha anche studiato la struttura cristallina e la composizione elementare delle particelle utilizzando l'analisi strutturale a raggi X e la spettroscopia a dispersione di energia e ha scoperto che le nuove particelle non avevano miscele.

Le nanoparticelle di ferrite di bario sintetizzate dal team erano attive contro quattro specie di funghi che causano varie malattie delle piante da frutto e da fiore. Anche in piccole concentrazioni, le nanoparticelle sono state in grado di rallentare la crescita dei patogeni. Nel corso della reazione di Fenton, gli ioni di ferro nella ferrite di bario reagirono con i perossidi e apparvero forme reattive dell'ossigeno (radicali OH). Essendo estremamente attivo, hanno reagito con sostanze nelle pareti cellulari nocive, li ha danneggiati, e quindi ha rallentato la crescita degli agenti patogeni. Secondo gli autori dello studio, questo è un meccanismo universale che potrebbe rendere le nanoparticelle attive contro altre specie di funghi, pure.