Cando demasiada cousa boa se converte en mala? Esa é a pregunta Jonathan Claussen, profesor asistente en Departamento de Enxeñaría Mecánica da Universidade Estatal de Iowa, e o seu equipo de investigadores pretenden axudar aos agricultores a responder cando se trata do uso de pesticidas. O uso insuficiente pode prexudicar os cultivos dos agricultores, mentres que o uso excesivo pode provocar escorrentías no chan ou nas vías fluviales.
Claussen e o seu equipo crearon un biosensor flexible, de baixo custo e desbotable que pode detectar pesticidas no solo. Este biosensor está feito de grafeno, unha nanopartícula forte e estable, e proporciona retroalimentación instantánea, en contraposición ao tempo e diñeiro que se necesitaría enviar unha mostra a un laboratorio e esperar os resultados.
Instituto Nacional de Alimentación e Agricultura do USDA apoiou o proxecto cun Iniciativa de Investigación Agrícola e Alimentaria subvención como parte da Programa de Nanotecnoloxía.
O biosensor faise imprimindo primeiro tinta de grafeno sobre papel. Despois, un láser traza sobre a tinta para mellorar a súa condutividade eléctrica soldando as escamas da tinta de grafeno, creando unha superficie nanoestruturada tridimensional.
"Os flocos case parecen pétalos de rosa que saen da superficie do papel", dixo Claussen. "Forman o material base para probar o chan".
Para iso, o biosensor mergúllase nunha mestura de solo e auga. Despois conéctase a un lector electroquímico no campo para probar pesticidas.
"É como unha tira de proba de pH", dixo Claussen. Os resultados das probas poden axudar aos agricultores a comprender rapidamente cantos pesticidas se necesitan para manter os cultivos sans e minimizar os danos ambientais. Ademais, os resultados poden axudar aos agricultores a comprender onde pode ser necesaria a reparación ambiental se é evidente o uso excesivo de pesticidas.
O biosensor ten un gran potencial de uso máis aló da comunidade agrícola. As súas propiedades pódense converter para o seu uso no campo biomédico, ambiental ou de seguridade alimentaria, simplemente cambiando os compoñentes biolóxicos que están inmobilizados sobre el.
"O que máis me fascina deste proxecto é o impacto no mundo real que pode proporcionar", dixo Claussen. "Os sensores de grafeno non requiren o uso de metais preciosos que normalmente se usan para aumentar o rendemento dos sensores electroquímicos. Polo tanto, [esta] tecnoloxía realmente podería ser utilizada polas masas para produtos electrónicos e sensores flexibles e de baixo custo".
- Selina Meiners, Instituto Nacional de Alimentación e Agricultura
Fonte: USDA Blog