Une équipe de chercheurs de l'Université fédérale Immanuel Kant Baltic a obtenu des nanoparticules magnétiques à l'aide de sweet flag (Acorus calamus). Les racines et les feuilles de cette plante ont des antioxydants, antimicrobien, et propriétés insecticides. L'extrait de fane a été utilisé comme réactif non toxique pour la fabrication de particules enrobées. Les auteurs des travaux ont également montré l'efficacité des nouvelles nanoparticules contre plusieurs types de champignons pathogènes qui endommagent les plantes cultivées. Une technologie développée par l'équipe permet de fabriquer des nanoparticules à partir d'une matière première végétale bon marché et réduit l'effet néfaste des réactifs sur l'environnement.

En raison de leurs propriétés uniques, les nanoparticules sont utilisées dans de nombreux domaines, de la médecine à la production de pétrole. Leurs caractéristiques dépendent en grande partie de leur taille et de leur forme, et le rapport entre leur surface et leur volume joue un rôle clé. Plus c'est gros, le plus fort est l'effet local d'une nanoparticule. Les nanoparticules magnétiques qui peuvent être contrôlées avec un champ magnétique externe ou émettre de la chaleur sous l'influence d'un rayonnement électromagnétique ont un potentiel en biologie et en médecine. Par exemple, les particules avec un moment magnétique accru sont utilisées à la fois dans le diagnostic médical et pour le traitement de diverses affections. Certaines études indiquent également que les nanoparticules magnétiques peuvent avoir des propriétés antifongiques. Pour ces applications, les scientifiques suggèrent d'utiliser des nanoparticules de ferrite de baryum dans un revêtement biocompatible.

« Il existe plusieurs méthodes de fabrication de nanoparticules enrobées avec des caractéristiques données, mais tous contiennent des réactifs toxiques. Nous avons développé une technologie respectueuse de l'environnement pour la production de ferrite de baryum avec l'utilisation d'extrait de drapeau doux. La surface de ces particules a des propriétés biologiques supplémentaires et les particules elles-mêmes possèdent toutes les caractéristiques magnétiques et géométriques nécessaires, " a déclaré le professeur Larissa Panina, un doctorat en Physique et Mathématiques de BFU.

L'équipe a mélangé un extrait fabriqué à partir de racines de drapeau doux séchées avec des sels de baryum et de fer et de l'eau. Puis, le mélange a été chauffé pour évaporer le liquide et obtenir de la poudre. Après ça, la poudre a été frittée à des températures allant jusqu'à 900°C, et des nanoparticules se sont formées. Pour étudier leur morphologie, l'équipe a utilisé la microscopie électronique à balayage. Cette méthode est basée sur le balayage de la surface d'un objet étudié avec un faisceau d'électrons et s'applique à des fragments de quelques nanomètres seulement. La taille moyenne des nanoparticules de forme hexagonale était de 20 à 50 nm. L'équipe a également étudié la structure cristalline et la composition élémentaire des particules à l'aide d'une analyse structurelle aux rayons X et d'une spectroscopie à dispersion d'énergie et a découvert que les nouvelles particules n'avaient aucun mélange.

Les nanoparticules de ferrite de baryum synthétisées par l'équipe étaient actives contre quatre espèces de champignons qui causent diverses maladies des plantes à fruits et à fleurs. Même en petites concentrations, les nanoparticules ont pu ralentir la croissance des agents pathogènes. Au cours de la réaction de Fenton, les ions de fer dans la ferrite de baryum ont réagi avec les peroxydes et des formes réactives de l'oxygène (radicaux OH) sont apparues. Étant extrêmement actif, ils ont réagi avec des substances dans les parois cellulaires nocives, les a endommagés, et ainsi ralentir la croissance des agents pathogènes. Selon les auteurs de l'étude, il s'agit d'un mécanisme universel qui pourrait rendre les nanoparticules actives contre d'autres espèces de champignons, trop.