Nanopartículas metálicas são cada vez mais utilizadas em produtos agrícolas, fertilizantes, defensivos e tecnologias agroambientais
Pesquisadores do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) realizaram a primeira caracterização molecular avançada das interações entre nanopartículas de cobre e solos tropicais, revelando que as características químicas de cada tipo de solo podem modificar profundamente o comportamento dessas nanopartículas. Os resultados ajudam a compreender como nanomateriais interagem com ecossistemas complexos e podem contribuir para o desenvolvimento de tecnologias de precisão na agricultura em bases sustentáveis, além de subsidiar futuras avaliações regulatórias e ambientais relacionadas ao uso de nanomateriais no campo.
As nanopartículas de óxidos metálicos vêm sendo cada vez mais utilizadas para inovação em produtos agrícolas, fertilizantes, defensivos agrícolas , sensores e tecnologias ambientais. No entanto, ainda há poucas informações sobre como elas se comportam em solos tropicais. As pesquisas avaliaram diferentes tipos de solos, em especial solos de São Paulo (latossolos), da região amazônica (terra preta da Amazônia) e latossolos condicionados com biocarvão (produzido a partir de bagaço de cana-de-açúcar).
A primeira autora do artigo, Laís Fregolente, explica que “os avanços obtidos com essa pesquisa fortalecem a integração entre nanotecnologia e agricultura ao mostrar como a composição da matéria orgânica do solo influencia o comportamento dos nanomateriais no ambiente. Esse conhecimento é fundamental para promover o uso seguro e sustentável de nanomateriais na agricultura e orientar o desenvolvimento de tecnologias adequadas a realidade de cada tipo de solo”.
Segundo o pesquisador do CNPEM, Diego Martinez, um dos autores e orientador do artigo de capa publicado recentemente na revista Environmental Science Nano, o comportamento das nanopartículas varia extremamente de acordo com o tipo de solo. “Esse trabalho é o primeiro a fazer uma caracterização molecular detalhada da interação de nanopartículas de cobre em solos tropicais, mostrando como ocorre a modificação da superfície das partículas com matéria orgânica solúvel”.
O pesquisador destaca que a composição da matéria orgânica do solo presente em cada região interfere diretamente na superfície das nanopartículas. “O mesmo material, a mesma nanopartícula, vai se comportar de forma diferente no solo de São Paulo e no solo da Amazônia ou em solo condicionado com biocarvão, porque a matéria orgânica presente em cada ambiente modifica completamente a superfície e a reatividade dessas partículas”.
De acordo com os pesquisadores, compreender essas interações é essencial para avaliar os impactos ambientais e desenvolver aplicações mais seguras para uma agricultura tropical de precisão. “Quando a nanopartícula entra em contato com a matéria orgânica do solo, ela forma uma camada orgânica na superfície, chamada “eco-corona molecular”, que altera seu comportamento, sua mobilidade e sua toxicidade”, completou Martinez.
A pesquisa utilizou técnicas avançadas de caracterização de materiais como luz síncrotron, criomicroscopia eletrônica e hiperspectral e análises moleculares por espectrometria de massas de alta resolução para investigar as transformações sofridas pelas nanopartículas em contato com diferentes tipos de solos tropicais brasileiros.
Além de pesquisadores do CNPEM, o trabalho contou com a participação de cientistas de instituições brasileiras e internacionais ligadas às áreas de nanotecnologia, química ambiental e ciência do solo. Entre os autores estão pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), da University of Birmingham (Reino Unido) e da Old Dominion University (Estados Unidos).
Com base nesses resultados inéditos e conhecimentos adquiridos, os pesquisadores desenvolveram uma nova tecnologia explorando o conceito de eco-corona molecular. Nanopartículas de cobre foram revestidas com matéria orgânica para melhorar a adesão destas partículas em folhas de plantas visando a produção de nanoagroquímicos inovadores para agricultura de precisão. Esta tecnologia desenvolvida está sendo patenteada e disponível para parcerias com empresas através área de inovação do CNPEM.
O trabalho recebeu apoio do Centro de Engenharia Molecular para Materiais Avançados (CEMol-CEPID, FAPESP) e do Instituto Nacional Ciência, Tecnologia e Inovação em Nanotecnologia para Agricultura Sustentável (INCT-NanoAgro, CNPq e CAPES).
Sobre o CNPEM
O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) abriga um ambiente científico de fronteira, multiusuário e multidisciplinar, com ações em diferentes frentes do Sistema Nacional de CT&I. Organização Social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), com interveniência do Ministério da Educação e do Ministério da Saúde, o CNPEM é impulsionado por pesquisas que impactam as áreas de saúde, energia, materiais renováveis e sustentabilidade. Responsável pelo Sirius, maior equipamento científico já construído no País. O CNPEM hoje desenvolve o projeto Orion, complexo laboratorial para pesquisas avançadas em patógenos. Equipes altamente especializadas em ciência e engenharia, infraestruturas sofisticadas abertas à comunidade científica, linhas estratégicas de investigação, projetos inovadores com o setor produtivo e formação de pesquisadores e estudantes compõem os pilares da atuação deste centro único no País, capaz de atuar como ponte entre conhecimento e inovação. As atividades de pesquisa e desenvolvimento do CNPEM são realizadas por seus Laboratórios Nacionais de: Luz Síncrotron (LNLS), Biociências (LNBio), Nanotecnologia (LNNano) e Biorrenováveis (LNBR), além de sua unidade de Tecnologia (DAT) e da Ilum Escola de Ciência, curso de bacharelado em Ciência e Tecnologia.
