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Nanotecnologia é uma grandeza por trás das partículas

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No universo das nanopartículas, quanto menor, mais importância há. É o que mostra a nanotecnologia, que carrega consigo possibilidades quase infinitas para a agricultura, a começar pela adubação mais eficiente, passando pelo aumento de vida útil dos alimentos, e culminando na potencialização dos benefícios desses mesmos alimentos

Luciano Paulino da Silva

Pesquisador da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia na área de Nanobiotecnologia

luciano.paulino@embrapa.br

 

 Nanotecnologia - CréditoShutterstock
Nanotecnologia – CréditoShutterstock

Nanotecnologia é uma área da Ciência e Tecnologia que estuda materiais estruturados em nanoescala (nanoestruturados), que é a escala de tamanho referente à bilionésima parte do metro, ou seja, com sua unidade fundamental sendo o nanômetro que equivale a um metro dividido por um bilhão de vezes.

Os sistemas nanoestruturados ou nanossistemas, devido ao seu tamanho em pelo menos uma das dimensões (comprimento, largura e/ou altura) em nanoescala (geralmente de 1 a 100 nm), apresentam propriedades novas ou aprimoradas baseadas nas suas características específicas (tamanho, distribuição, forma, composição, propriedades mecânicas, entre outras) quando comparadas às estruturas de dimensões maiores, mesmo quando provenientes do mesmo material.

Luciano-Paulino-da-Silva-pesquisador-da-Embrapa-Recursos-Genéticos-e-Biotecnologia-na-área-de-Nanobiotecnologia-Crédito-Claudio-Bezerra
Luciano-Paulino-da-Silva-pesquisador-da-Embrapa-Recursos-Genéticos-e-Biotecnologia-na-área-de-Nanobiotecnologia-Crédito-Claudio-Bezerra

A nanotecnologia na agricultura

A motivação da nanotecnologia aplicada à agricultura está na possibilidade de produzir alimentos, têxteis e energia com propriedades novas ou incrementadas por meio do desenvolvimento de produtos e processos inovadores e mais recentemente com sustentabilidade, o que vem sendo possível pela chamada nanotecnologia verde.

A nanotecnologia verde é uma abordagem de fronteira em Ciência e Tecnologia que está em consonância com a preocupação crescente com questões relacionadas à sustentabilidade utilizando métodos e materiais que visam à geração de produtos e processos com impacto ambiental reduzido associado a ganhos econômicos e sociais.

Este conceito oferece oportunidades sem precedentes quanto à utilização de materiais biológicos em rotas de síntese verde de nanossistemas (incluindo nanopartículas) devido ao fato que esses materiais, quando estruturados em nanoescala, apresentam características novas que possibilitam uma vasta gama de aplicações inovadoras, além de conferir, em geral, características almejáveis de biodegradabilidade e biocompatibilidade.

A motivação da nanotecnologia aplicada à agricultura está nas infinitas possibilidades de produzir alimentos - CréditoShutterstock
A motivação da nanotecnologia aplicada à agricultura está nas infinitas possibilidades de produzir alimentos – CréditoShutterstock

Aplicações da nanotecnologia verde

Dentre as aplicações de sistemas nanoestruturados baseados em abordagens de nanotecnologia verde podem ser destacadas a entrega e liberação de medicamentos (fármacos e hormônios), insumos agropecuários (nanofertilizantes, vacinas e pesticidas) e cosméticos (essências e cremes); desenvolvimento de superfícies funcionais (embalagens ativas e películas comestíveis para proteção e incremento do valor nutricional de alimentos); elaboração de nanossensores para diagnóstico de doenças, infecções e contaminações (detecção rápida e sensível); desenvolvimento de sistemas de transferência de genes (eficiência aumentada em relação aos sistemas atuais); produção de nanopartículas superparamagnéticas (utilizadas, por exemplo, para a biosseparação seletiva); controle de pragas/patógenos (efeitos tóxicos); desenvolvimento de catalisadores para produção de biocombustíveis (eficácia aumentada); desenvolvimento de sistemas de biorremediação (utilizados para remoção de metais pesados e dessalinização de água); e indústria têxtil (mediante a produção de tecidos com propriedades diferenciadas, incluindo a ação antibacteriana e antifúngica).

Nanotecnologia - Crédito Shutterstock
Nanotecnologia – Crédito Shutterstock

Os nanofertilizantes

Nanofertilizantes são sistemas de liberação sustentada (períodos de tempo mais longos) ou controlada (no momento desejado) de nutrientes necessários às plantas para o seu desenvolvimento e produção com a expectativa de maximizar o aproveitamento dos recursos naturais e aprimorar a captação dos nutrientes por parte dos vegetais.

A expectativa é de que os nanofertilizantes sejam muito mais eficientes do que os fertilizantes convencionais devido à grande razão entre área de superfície e volume possibilitada pela estruturação em nanoescala, permitindo o aumento da retenção dos nutrientes no solo e permitindo a sincronização entre a captação e internalização com a liberação de nutrientes requeridos pelas plantas.

Desse modo, nanofertilizantes evitam perdas de nutrientes e reduzem os riscos de contaminação dos ecossistemas, visto que os nutrientes são disponibilizados apenas por demanda das plantas; além de prevenir a sua conversão prematura dos nutrientes em formas químicas que não podem ser absorvidas pelas plantas.

Diversos nanofertilizantes estão em fase de desenvolvimento para aplicação na agricultura - Crédito;Shutterstock
Diversos nanofertilizantes estão em fase de desenvolvimento para aplicação na agricultura – Crédito;Shutterstock

Foto 07 - Nanotecnologia - Crédito Shutterstock Foto 08 - Nanotecnologia - Crédito Shutterstock

Resultados em campo

Diversos nanofertilizantes estão em fase de desenvolvimento para aplicação na agricultura de hortas urbanas a grandes plantações, mas ainda estão em fase de avaliação quanto à sua aplicabilidade, potenciais impactos e mitigação de eventuais riscos.

Os resultados obtidos até o momento são bastante promissores e têm despertado grandes expectativas quanto ao potencial uso nos próximos anos mediante o escalonamento da produção.

Essa é parte da matéria de capa da revista Campo & Negócios Grãos, edição de dezembro 2015. Adquira a sua para leitura completa.

 

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