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Las diminutas nanotecnologías están preparadas para tener un gran impacto en la agricultura

Las diminutas nanotecnologías están preparadas para tener un gran impacto en la agricultura
La nanotecnología puede mejorar la eficiencia agrícola sin la necesidad de una nueva infraestructura. Crédito: Shutterstock

La ciencia se trata de grandes ideas que cambian el mundo. Pero a veces, los grandes impactos provienen de los objetos más pequeños.


por M Cynthia Goh 


La nanotecnología puede parecer ciencia ficción, pero representa tecnologías que se han desarrollado durante décadas. Los enfoques nanotecnológicos han encontrado aplicaciones en el mundo real en una amplia gama de áreas, desde materiales compuestos en textiles hasta agricultura .

La agricultura es uno de los inventos humanos más antiguos, pero la nanotecnología proporciona innovaciones modernas que podrían mejorar drásticamente la eficiencia de nuestro suministro de alimentos y reducir el impacto ambiental de su producción.

La agricultura tiene costos con los que los agricultores están muy familiarizados: los cultivos requieren cantidades sustanciales de agua, tierra y combustible para producir. Se necesitan fertilizantes y pesticidas para lograr los altos rendimientos necesarios de los cultivos, pero su uso conlleva efectos secundarios ambientales, incluso cuando muchos agricultores exploran cómo las nuevas tecnologías pueden reducir su impacto.

El más pequeño de los objetos

La nanotecnología es la ciencia de los objetos que tienen unos pocos nanómetros (mil millonésimas de metro) de diámetro. En este tamaño, los objetos adquieren propiedades únicas. Por ejemplo, el área de superficie de un enjambre de partículas a nanoescala es enorme en comparación con la misma masa recolectada en un solo grupo a gran escala.

Variar el tamaño y otras propiedades de los objetos a nanoescala nos da una capacidad sin precedentes para crear superficies de precisión con propiedades altamente personalizadas.

Empleando partículas

Tradicionalmente, la aplicación de productos químicos implica primero mezclar los ingredientes activos en agua y luego rociar la mezcla sobre los cultivos. Pero los ingredientes no se mezclan fácilmente , lo que hace que este sea un proceso ineficaz que requiere grandes cantidades de agua.

Para mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental, los agricultores necesitan que sus fertilizantes y pesticidas lleguen a sus cultivos y sean absorbidos por la planta exactamente donde los necesitan, por ejemplo, en las raíces o las hojas. Idealmente, podrían usar solo la cantidad suficiente del químico para mejorar el rendimiento del cultivo o protegerlo de ataques o infecciones, lo que evitaría que se desperdicie el exceso.

Los sistemas a nanoescala hechos a medida pueden utilizar química de precisión para lograr una entrega de fertilizantes o pesticidas de alta eficiencia. Estos ingredientes activos se pueden encapsular de una manera similar a lo que sucede en la administración de fármacos dirigida . La técnica de encapsulación también se puede utilizar para aumentar la cantidad disuelta en agua, reduciendo la necesidad de grandes cantidades.

Una descripción general de la ciencia de la nanotecnología.

Aplicaciones actuales

Starpharma, una empresa farmacéutica, se metió en este juego hace unos años, cuando creó una división para aplicar sus innovaciones nanotecnológicas al sector agrícola . Desde entonces, la empresa vendió su negocio de agroquímicos .

Psigryph es otra empresa innovadora de nanotecnología en la agricultura . Su tecnología utiliza nanoestructuras biodegradables derivadas del extracto de cerezas ácidas de Montmonercy para entregar moléculas bioactivas a través de las membranas celulares en plantas, animales y humanos.

Mi laboratorio ha pasado años trabajando en nanociencia, y me enorgullece ver que nuestra comprensión fundamental de la manipulación de la encapsulación de polímeros a nanoescala se abre camino hacia las aplicaciones en la agricultura. Un ex alumno, Darren Anderson, es el director ejecutivo de Vive Crop Protection, nombrada una de las empresas en crecimiento más importantes de Canadá : toman pesticidas químicos y biológicos y los suspenden en «nanopaquetes», que actúan como lanzaderas de polímero increíblemente pequeñas, para que puedan llegar fácilmente su objetivo. Los ingredientes se pueden controlar y dirigir con precisión cuando se aplican a los cultivos.

Infraestructura existente

Una ventaja de estos desarrollos nanotecnológicos es que en realidad no requieren ningún equipo nuevo, lo cual es una gran ventaja en la industria agrícola que presenta desafíos financieros. Los agricultores simplemente mezclan estos productos con menos agua y combustible para aumentar la eficiencia.

Otros usos agrícolas de la nanotecnología incluyen productos de salud animal , materiales de envasado de alimentos y nanobiosensores para detectar patógenos, toxinas y metales pesados ​​en el suelo . No sería una sorpresa ver el uso generalizado de estas nuevas aplicaciones en un futuro próximo.

A medida que las nanotecnologías despeguen, este tipo de aumento de la productividad será fundamental para los agricultores y un gran problema para el resto de nosotros, ya que la población de la Tierra sigue creciendo y los efectos del cambio climático se vuelven cada vez más obvios. Los agricultores deberán hacer más con menos.

Afortunadamente, unas mil millonésimas de metro es la definición misma de menos. Con la ayuda de la diminuta nanotecnología, la agricultura mundial está al borde de algunas cosas muy importantes.


Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original .



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