Le colture ad alta tecnologia possono sopravvivere in condizioni difficili, persino nello spazio

Tempo di lettura: 2 minuti

Una famiglia di nanoparticelle note come strutture metallo-organiche, o , possono assorbire radiazioni UV dannose. Joseph Richardson è un nano-ingegnere. Lavora a Melbourne presso l’Australian Research Council Center of Excellence in Bio-Nano Science and Technology. Alcuni , lo sapeva, possono trasformare i raggi UV in altre lunghezze d’onda, quelle che le piante potrebbero usare per la fotosintesi.

Questo è il processo mediante il quale le piante producono cibo dalla luce. Gli hanno progettato questi MOF per la fluorescenza. Emettono una luce verde intensa quando irradiati con luce UV. Ciò ha contribuito a confermare che gli impianti hanno costruito i MOF a bordo. Alla luce UV, l’intera pianta ha fluorurato. Richardson afferma che “i MOF si sono formati nelle radici, negli steli, nelle foglie e in altre parti della pianta”.

La domanda più grande era se questo modo innovativo di seminare la pianta con MOF avrebbe funzionato come una protezione solare. Per provarlo, hanno coperto i ritagli di due specie di piante con MOF. Hanno quindi esposto le piante alla luce UV per tre ore. Rispetto ai ritagli non patinati, le piante trattate appassiscono meno. L’avvizzamento è un indicatore di danni alle piante, come la perdita d’acqua dovuta al calore del sole.

Le nuove potrebbero aumentare la prospettiva di poter coltivare colture nello spazio, afferma Richardson. (Ciò sarebbe probabilmente necessario per missioni umane a lungo termine.) I raggi UV del sole bombardano la superficie di , per esempio. Ma a manca l’ spessa e protettiva della Terra per filtrare quantità pericolose di quell’UV. Quindi ogni pianta lì probabilmente si avvizzirebbe e morirebbe.

Le piante che trasportano MOF, tuttavia, dovrebbero essere in grado di resistere all’assalto UV. In effetti, dovrebbero essere in grado di utilizzare l’alterazione delle lunghezze d’onda leggere da parte dei MOF, sia per produrre più cibo sia per la protezione delle piante.

Richardson e il suo team hanno ora in programma di studiare gli effetti dei MOF sulla crescita delle piante. “Finora non abbiamo visto alcun danno alle piante. Ma tutti i nostri esperimenti sono stati di breve durata “, ammette. “Ora stiamo esaminando [possibili] danni a lungo termine, anche se riteniamo che sia improbabile.”

Un’altra grande domanda riguarda la del consumo di piante arricchite con MOF. “I MOF possono essere tossici per l’uomo, a seconda del metallo attorno a cui sono costruiti”, afferma Richardson. “Ma quelli che abbiamo usato hanno dimostrato di non essere tossici per cellule umane, lieviti e batteri nei test di laboratorio.” Richardson ha anche sottolineato il fatto che molti laboratori in tutto il mondo stanno guardando ai MOF come mezzo per la consegna di farmaci nell’uomo.

C. Michael McGuirk è più preoccupato per la durabilità a lungo termine dei MOF. È un chimico dei materiali presso la Colorado School of Mines, a Golden. “Molti MOF si rompono nel tempo e perdono la loro struttura e proprietà uniche”, spiega, “specialmente nell’acqua”. Poiché l’acqua è vitale per la crescita delle piante, la disgregazione del MOF potrebbe rappresentare un rischio per la produzione agricola.

Ciò nonostante, Richardson spera che un giorno le piante incorporate nel MOF possano aiutare a nutrire le persone in avamposti ostili, compreso lo spazio. “Le piante che stiamo cercando di creare – piante in grado di resistere ad ambienti severi e ad alta radiazione UV – sono sicuramente promettenti”, afferma.

Fonte
J. Richardson e L. Kang. Nano-bionici: assemblaggio di nanomateriali metallo-organici funzionali all’interno delle piante . Abstract # 732. Presentazione all’American Chemical Society (ACS) Spring National Meeting & Exposition, 3 aprile 2019, Orlando, Florida.