Microaghi di seta che iniettano nelle piante vitamine, sali minerali, farmaci e altre sostanze per aiutarle a crescere, a combattere le malattie e renderle anche più nutrienti: descritti sulla rivista Nature Nanotechnology coordinato dall'italiano Benedetto Marelli, del Massachusetts Institute of Technology, i microaghi potrebbero diventare una risorsa importante per l'agricoltura del futuro. I ricercatori hanno messo a punto una tecnica di produzione dei microaghi di seta estremamente semplice e l’hanno testata con piante di pomodoro, aprendo così la strada ad un’agricoltura molto più precisa ed efficiente.
Quando gli agricoltori applicano pesticidi sulle colture, dal 30 al 50% delle sostanze finisce nel terreno o nell’aria anziché sulle piante. “C’è un gran bisogno di rendere l’agricoltura più efficiente”, dice Marelli: “I prodotti agrochimici sono importanti per sostenere il nostro sistema alimentare, ma sono anche costosi e comportano effetti collaterali sull'ambiente. Vogliamo massimizzare la crescita delle piante – prosegue il ricercatore – senza influire negativamente sulla salute dell'azienda agricola o sulla biodiversità degli ecosistemi circostanti. Non dovrebbe esserci nessun compromesso tra agricoltura e ambiente”. La produzione di microaghi richiede solitamente strutture particolari e attrezzature costose che limitano notevolmente le loro possibili applicazioni, ma gli autori dello studio hanno messo a punto un nuovo metodo che non richiede nulla di tutto ciò. Combinano la proteina della seta, chiamata fibroina, con una soluzione salina all'interno di minuscoli stampi: quando l’acqua evapora, la seta si solidifica e il sale forma strutture cristalline al suo interno che, una volta rimosse, producono un ago cavo dentro. “È un processo di fabbricazione piuttosto semplice – dice Doyoon Kim, primo firmatario della ricerca insieme a Yunteng Cao – lo potete fare anche nella vostra cucina e non richiede macchinari costosi”.
I ricercatori hanno sperimentati i microaghi così prodotti su piante di pomodoro per somministrare ferro, la cui carenza può causare la malattia chiamata clorosi, e per arricchire i pomodori con la vitamina B12, di modo che fosse già presente nei frutti prima di essere raccolti. Inoltre, hanno sfruttato gli aghi anche per monitorare lo stato di salute delle piante in caso di contaminazione da cadmio, un metallo tossico comunemente presente nei campi vicini a impianti industriali e miniere: i microaghi hanno assorbito la tossina entro 15 minuti, offrendo così un metodo estremamente rapido per rilevare eventuali pericoli a differenza di quelli attuali, che richiedono molto tempo o individuano il problema quando ha già minato la crescita della pianta.
Per il momento, gli aghi sono stati applicati manualmente uno per uno sugli steli dei pomodori, ma gli autori dello studio puntano a equipaggiare veicoli autonomi e altre attrezzature già utilizzate nelle aziende agricole, in modo da rendere il processo completamente automatizzato. “Questi microaghi potrebbero essere uno strumento utile per i botanici, consentendogli di comprendere meglio come crescono le piante”, aggiunge Marelli. “Ma possono anche essere usati per aggiungere valore alle colture, rendendole più resistenti e, potenzialmente, aumentandone le rese”.
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