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28 giugno 2024

Nanotecnologie in agricoltura, una strada possibile

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Come campo di ricerca, la nanoagricoltura è ancora in fase di sviluppo, con significative barriere scientifiche e sociali da superare, ma applicare le nanotecnologie in agricoltura veicolando con precisione agenti attivi, sostanze nutritive e curative nelle piante potrebbe rendere le colture più resilienti ai cambiamenti climatici e più sostenibili. 

E' questa una delle conclusioni a cui sono giunti alcuni scienziati della University of California Riverside e della Carnegie Mellon University di Pittsburgh.

I ricercatori – che hanno pubblicato lo studio "Towards realizing nano-enabled precision delivery in plants" sul numero di giugno di Nature – sono partiti dalla considerazione che se le tecnologie più avanzate permettono il rilascio controllato di farmaci a cellule specifiche del corpo umano allora le stesse tecnologie potrebbero essere applicate anche all’agricoltura.

Si tratta di una intuizione interessante, che ora bisogna provare ad applicare su larga scala in agricoltura. Come i farmaci, pertanto, si potrebbero usare le nanotecnologie in agricoltura per fornire fitofarmaci, erbicidi e fungicidi a specifici bersagli biologici.

La sperimentazione in corso sta testando somministrazioni mirate affinché la struttura molecolare della pianta guidi le sostanze chimiche dove c’è bisogno, ad esempio in siti di infezione da patogeni delle piante. Se il sistema funzionasse, le piante potrebbero diventare resistenti alle malattie o ai fattori climatici estremi, come inondazioni, siccità o eccessivo contenuto di sale nel suolo. Con vantaggi anche dal punto di vista ecologico.

Nanotecnologie e intelligenza artificiale

I ricercatori hanno anche studiato la possibilità di usare le nanotecnologie in agricoltura insieme all’Intelligenza artificiale (IA) e all’apprendimento automatico.

Creando modelli generati al computer della pianta malata - i cosidetti gemelli digitali - i ricercatori possono simulare il modo in cui i farmaci interagiscono e si muovono all’interno della pianta, prevedere l'impatto delle risposte biologiche e delle condizioni ambientali sull'efficienza e l'efficacia degli approcci nanotecnologici. E, infine, progettare “nano-portatori” che forniscono alle piante nutrienti o altri prodotti da distribuire, appunto, solo dove e quando è necessario.

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