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Correio Braziliense

Cientistas criam nanomateriais que dão super-habilidades às plantas

Aplicados em flores e folhas, eles protegem as espécies dos raios solares e conferem a elas habilidades como a detecção de toxinas


postado em 15/04/2019 06:00 / atualizado em 15/04/2019 08:15

Os testes foram feitos com folhas e flores, como o crisântemo(foto: Breno Fortes/CB/D.A Press)
Os testes foram feitos com folhas e flores, como o crisântemo (foto: Breno Fortes/CB/D.A Press)
Cientistas da Universidade de Melbourne, na Austrália, desenvolveram nanomateriais especiais que podem conferir super-habilidades às plantas. A pesquisa consiste na produção dos chamados organometálicos, compostos que, aplicados nos tecidos vegetais, são capazes de dar a eles novas funções, como detectar produtos químicos prejudiciais e absorver raios solares com mais eficiência. Os pesquisadores acreditam que a tecnologia poderá ser usada, no futuro, para cultivar espécies em ambientes muito inóspitos, como locais com concentração de resíduos tóxicos, e até mesmo em outros planetas.


O estudo começou em 2013, com o objetivo de criar alternativas à engenharia genética. A ideia era promover mudanças temporárias nos tecidos das plantas e dar a elas características únicas, além das propriedades que são naturalmente delas e aperfeiçoadas pelo mecanismo da evolução.

Os pesquisadores resolveram, então, produzir organometálicos dentro dos tecidos dos vegetais. Para isso, alimentaram as plantas com os precursores desses compostos, para que elas pudessem absorvê-los e, depois, produzir os materiais acabados. Como os ingredientes são pequenos, podem ser absorvidos facilmente pelas raízes, explicam os cientistas.

O método consiste em submergir as raízes das plantas no primeiro precursor, o dicarboxilato de benzila, e deixá-las submersas durante a noite toda. Em seguida, os pesquisadores as enxaguam com água e as inserem na solução de íons térbio, o segundo precursor, para que, espontaneamente, os organometálicos comecem a se formar nas paredes celulares. Porém, esse não é o único método de fabricação dos compostos: os cientistas australianos desenvolveram uma nova abordagem.

 

(foto: Valdo Virgo/CB/D.A Press)
(foto: Valdo Virgo/CB/D.A Press)
 

 

Exterior

O processo permite a produção externa dos nanomateriais para que, posteriormente, eles sejam inseridos nos tecidos das plantas. Os pesquisadores misturaram o dicarboxilato de benzila com a solução de íons térbio. Depois de pronto, o produto foi borrifado nas folhas e no caule, revestindo as plantas. Nanomateriais porosos usados há anos, os organometálicos podem ser aplicados de diversas maneiras e em diferentes áreas, como na captura de gás, na produção de catalisadores e no desenvolvimento de sensores de alto desempenho. Os compostos são, ainda, utilizados na detecção de explosivos e de armas químicas.

No caso das plantas, os cientistas acreditam que, futuramente, por meio de sensores camuflados, os organometálicos poderiam monitorar as mudanças de intensidade da fluorescência dos espectros e, assim, detectar qualquer tipo de perigo para elas. Principal pesquisador envolvido no projeto, Joseph Richardson, engenheiro químico e biomolecular, aposta na utilização dos organometálicos para outras funções nas plantas, como na remediação — limpeza de contaminação de metais pesados de pequenas moléculas tóxicas.

Alguns experimentos já foram feitos com as plantas revestidas de organometálicos. Segundo Richardson, os resultados obtidos foram positivos. Porém, ele ressalta que há muito a ser pesquisado. “Testamos tanto a proteção UV quanto a detecção de resíduos tóxicos. Ambos funcionaram em nossas avaliações preliminares”, explica.

O cientista esclarece que os experimentos foram feitos em diversos tipos de plantas, como junco, grama, lírios e rosas, entre outros. Todas elas responderam bem. Em uma das pesquisas, as plantas conseguiram detectar a acetona, um resíduo tóxico, presente no ambiente. “Foi possível identificar concentrações de acetona como prova de conceito”, diz.

Em outro teste, crisântemos e lírios revestidos de organometálicos foram expostos à luz do Sol por três horas. As plantas conseguiram converter os raios ultravioletas prejudiciais em luz, o que é mais útil para a fotossíntese, além de não danificá-las. Como resultado, elas ficaram menos murchas e brancas, em comparação às plantas que não receberam o revestimento.

Agora, uma das preocupações dos pesquisadores é com relação ao crescimento das espécies. “Ainda não sabemos se os compostos melhoram as plantas ou se podem causar pequeno dano a elas, mas esses testes estão em andamento”, revela Richardson. Até o momento, todas as plantas incluídas na pesquisa cresceram naturalmente, sem nenhum prejuízo.

Espaço

A respiração das plantas é outra função que pode ser colocada em risco com o revestimento dos organometálicos. O pesquisador australiano destaca que alguns desses nanomateriais são permeáveis ao gás carbônico e ao oxigênio, mas outros, não. O que lhes resta fazer é testar as duas possibilidades. “Imaginamos que alguns organometálicos dificultarão a respiração das plantas, enquanto outros poderão melhorá-la”, diz Richardson.

O professor de química e física da Universidade de Brasília (UnB) Paulo César de Morais não vê cenário de risco no tratamento das plantas com os precursores dos organometálicos. “Pode ser que a superplanta seja um fiasco, com desempenho inferior à planta normal. Porém, pode ser que seja um sucesso, com desempenho muito superior. É preciso planejar os experimentos e, em seguida, executá-los”, opina.

Por enquanto, não há previsão de quando o revestimento de plantas à base de precursores dos organometálicos será lançado no mercado, nem quanto custará. Mas, quando a pesquisa for encerrada, os pesquisadores australianos pretendem vender a tecnologia para organizações ou agências governamentais. Joseph Richardson, que está à frente do projeto, acredita no potencial de ajudar no cultivo de plantas em diferentes planetas, onde há exposição de radiação e compostos tóxicos em níveis muito elevados. “Ao contemplarmos o cultivo no espaço ou em Marte, onde você não tem atmosfera e é bombardeado por raios UV, algo como essa aplicação pode ser útil. Isso é porque o produto não apenas protege as plantas dos raios UV, mas também os transforma em energia útil”, assinala.

 

Química verde 

Segundo o professor de química e física da Universidade de Brasília (UnB) Paulo César de Morais, dentro da vertente chamada “química verde”, as plantas têm sido utilizadas como insumo para a produção de nanomateriais. Para ele, o Brasil deve visar o futuro e investir pesadamente na pesquisa, no desenvolvimento e na inovação em direção ao agronegócio e à biodiversidade do país. “Entendo que estamos no início de uma longa jornada tecnológica e, nas próximas décadas, estimo um impacto enorme da nanotecnologia no agronegócio e na produção de biofármacos”, afirma.


De acordo com o biólogo e pesquisador na área de nanobiotecnologia Luciano Paulino, as pesquisas sobre nanotecnologias na agricultura já têm pelo menos duas décadas e são promissoras. “Essa área tem crescido bastante e os resultados são bastante animadores, com a perspectiva de que o setor permaneça em expansão nos próximos anos. As possibilidades são aumento de eficiência, diminuição da quantidade de insumos necessários, ganho de produtividade, enriquecimento nutricional e aumento do tempo de prateleira”, explica. 

 

“Testamos tanto a proteção UV quanto a detecção de resíduos tóxicos. Ambos funcionaram"
Joseph Richardson, engenheiro químico e biomolecular

Palavra de especialista

Protagonismo
“Acredito que a nanotecnologia representará, na realidade, mais uma das áreas e ferramentas a serem empregadas em prol do futuro da agricultura com biotecnologia, melhoramento genético, controle biológico, manejo integrado etc. Certamente, a nanotecnologia será protagonista em diversas aplicações na agricultura, mas nunca devem ser deixados de lado muitos outros processos tradicionais e avançados que também permitem que hoje e, principalmente, no futuro, a prática seja capaz de fornecer alimentos, bebidas, têxteis, bioenergia, celulose, borracha, fármacos e outros tantos produtos essenciais para a população mundial.”
Luciano Paulino, biólogo e pesquisador na área de nanobiotecnologia

 

 

*Estagiária sob a supervisão da subeditora Carmen Souza

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