La réponse à la croissance, problème de la production alimentaire mondiale peut avoir une toute petite solution :les nanoparticules, qui sont explorés à la fois comme engrais et fongicides pour les cultures.

NanoFERME ; un consortium de recherche formé entre l'Université Carnegie Mellon, l'Université du Kentucky, l'Université de Vienne, et l'Université d'Aveiro à Prague; étudie les effets des nanoparticules sur l'agriculture. Les quatre universités ont reçu des subventions des National Science Foundations respectives de leurs pays pour découvrir comment ces minuscules particules, de seulement 4 nanomètres de diamètre, peuvent révolutionner la façon dont les agriculteurs cultivent leurs aliments.

"Ce que nous faisons, c'est acquérir une compréhension fondamentale des interactions nanoparticule-plante pour permettre de futures compréhensions, " déclare le professeur Greg Lowry du CEE, le chercheur principal du projet nanoFARM. "Avec les pesticides, moins de 5 % va dans la culture—le reste va simplement dans l'environnement et fait des choses nocives. Ce que nous essayons de faire, c'est de minimiser ces déchets et les dommages environnementaux correspondants en ciblant mieux la livraison. »

Les équipes poursuivent un double objectif :quelle quantité de nanomatériaux est nécessaire pour aider les cultures lorsqu'il s'agit de chasser les parasites et de fournir des nutriments, et dans quelle mesure pourrait-il potentiellement nuire aux plantes ou aux écosystèmes environnants ?

Les pesticides et les engrais appliqués sont vulnérables au lessivage, surtout s'il y a une tempête de pluie peu de temps après l'application. Mais les nanoparticules ne sont pas si facilement lavées, ce qui les rend extrêmement efficaces pour fournir des micronutriments comme le zinc ou le cuivre aux cultures.

"Si vous mettez du sel de zinc dans l'eau, il se dissoudra rapidement, " dit Xiaoyu Gao, doctorante, qui a été avec NanoFARM depuis sa création. "Si vous mettez plutôt des nanoparticules d'oxyde de zinc, cela peut prendre des jours ou des semaines pour se dissoudre, fournissant un lent, système de livraison à long terme."

Gao étudie la vitesse à laquelle les nanoparticules se dissolvent. Sa découverte la plus récente est que les nanoparticules d'oxyde de cuivre mettent jusqu'à 20 à 30 jours pour se dissoudre dans le sol, ce qui signifie qu'ils ont fourni des nutriments aux plantes à un rythme constant au cours de cette période.

« Dans les pays en développement comme la Chine et l'Inde, un grand nombre de personnes meurent de faim, " dit Gao. " Ce type de technologie peut aider à fournir de la nourriture et à économiser de l'énergie. "

Mais les recherches de Gao ne sont qu'une pièce du puzzle NanoFARM. Lowry a récemment voyagé en Australie avec un doctorat. l'étudiante Eleanor Spielman-Sun pour explorer comment des nanoparticules de charge différente ont été absorbées dans les plants de blé.

Ils ont appris que les particules chargées négativement pouvaient se déplacer dans les veines d'une plante, ce qui en fait un bon choix pour un agriculteur qui voulait appliquer un fongicide. Des particules chargées de manière neutre sont entrées dans le tissu des feuilles, ce qui serait bénéfique pour les producteurs qui souhaitent enrichir un aliment avec une valeur nutritionnelle.

Lowry a déclaré qu'ils étaient encore loin d'avoir signé un produit fini pour toutes les cultures. Actuellement, ils se concentrent sur les plants de tomates et de blé. Mais avec l'aide de leurs partenaires universitaires, ils créent lentement des systèmes pour plus de recherche.