Science

Avanço Inovador na Agricultura Sustentável

Figura à esquerda: mostra uma planta Riesling com cubossomos polifosfoéster biodegradáveis ​​em sua superfície (imagem de microscopia eletrônica de varredura à direita). Esses cubossomos se degradam em substâncias inofensivas enquanto liberam um fungicida para proteger a planta.

Pesquisadores da Universidade de Twente (Holanda) e Bayreuth desenvolvem encapsulamento livre de microplásticos para agentes de proteção de cultivos. Eles publicaram recentemente suas descobertas na revista científica Advanced Materials

A aplicação sustentável de agentes de proteção de culturas, como pesticidas, é um dos maiores desafios da agricultura moderna. Um avanço significativo foi feito agora por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Twente e Bayreuth, que desenvolveram uma solução promissora.

Sob a liderança do Prof. André Gröschel e do Prof. Frederik Wurm, os pesquisadores sintetizaram com sucesso copolímeros em bloco totalmente degradáveis, que são um tipo de polímero composto por diferentes segmentos (os 'blocos') de unidades repetidas. A partir desses polímeros, baseados em polifosfoésteres, os pesquisadores criaram os chamados cubossomos poliméricos – partículas cúbicas microscopicamente pequenas com alta ordem interna e poros de aproximadamente 20 nanômetros de diâmetro.

Combatendo doenças de plantas

“Durante o processo de produção, carregamos esses cubossomos poliméricos com fungicidas”, explica o Prof. “Os cubossomos carregados exibem alta atividade antifúngica contra o mofo cinzento, uma doença comum nas plantas.” O mofo cinzento, também conhecido como Botrytis, é particularmente prejudicial no cultivo de morangos e uvas. Notavelmente, os cubossomos permanecem aderidos às folhas da videira mesmo após vários eventos de chuva simulados e liberam continuamente o fungicida durante vários dias. “Há mais de 10 anos que utilizamos polifosfoésteres inspirados no ADN para administração de medicamentos na medicina e agora aplicámos estes materiais biodegradáveis ​​pela primeira vez na proteção de plantas. Isto permite-nos evitar microplásticos no ambiente”, explica o Prof. Frederico Wurm.

Suna Azhdari, cuja investigação de doutoramento permitiu este avanço, enfatiza: “Em comparação com partículas sólidas convencionais sem poros, os nossos cubossomas poliméricos apresentam uma libertação significativamente mais rápida da substância ativa. Isto sugere uma aplicação mais eficaz de agentes de proteção de culturas, ao mesmo tempo que reduz o lixiviação de substâncias não utilizadas no solo.”

Completamente degradável

Um aspecto particularmente importante desta inovação é a degradabilidade completa dos cubossomos. “Nossos cubossomos poliméricos se degradam totalmente em ácido láctico inofensivo e derivados de fosfato”, enfatiza o Prof. “Isto torna-os num sistema de transporte promissor e isento de microplásticos para agentes de proteção de culturas e destaca o seu potencial para uma agricultura sustentável.”

Este desenvolvimento inovador poderá dar um contributo significativo para uma agricultura mais ecológica e eficiente, ao mesmo tempo que oferece uma solução para o problema da poluição por microplásticos em aplicações agrícolas.

O projeto agora concluído faz parte de uma tese de doutorado financiada pela Evonik Industries AG desde 12/2021 e realizada pelo M.Sc. Suna Azhdari. O projeto também foi apoiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (Projeto número 445740352). Os pesquisadores publicaram seu trabalho em um artigo intitulado 'Cubossomas de polifosfoéster totalmente degradáveis ​​para entrega sustentável de agroquímicos', na revista científica Advanced Materials. Os autores são: Suna Azhdari, Jürgen Linders, Deniz Coban, Tim Julian Stank, Carina Dargel, Hubert Gojzewski, Thomas Hellweg, André H. Gröschel, Frederik R. Wurm.

10.1002/adma.202406831

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