Pesquisadores do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) realizaram a primeira análise molecular avançada das interações entre nanopartículas de cobre e solos tropicais. O estudo revelou que as características químicas de cada tipo de solo podem alterar significativamente o comportamento dessas estruturas, com potencial para ampliar a precisão e a eficiência das práticas agrícolas.
A partir dos resultados, eles desenvolveram uma tecnologia inédita que utiliza nanopartículas de cobre revestidas com matéria orgânica para aumentar sua aderência às folhas, tornando os nanoagroquímicos mais eficientes na agricultura de precisão. A inovação está em processo de patenteamento e será oferecida para parcerias com empresas.
As nanopartículas de óxidos metálicos vêm sendo cada vez mais usadas para inovação em produtos agrícolas, fertilizantes, defensivos, sensores e tecnologias ambientais. No entanto, ainda há poucas informações sobre como se comportam em solos tropicais. As pesquisas avaliaram diferentes tipos de solos, em especial 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).
Primeira autora do artigo sobre a pesquisa, Laís Fregolente explica que “os avanços 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 à realidade de cada tipo de solo”, observa.
Segundo o pesquisador do CNPEM Diego Martinez, 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. “Este 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”, avalia. “O mesmo material, a mesma nanopartícula, vai se comportar de forma diferente nos solos de São Paulo e 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. A pesquisa usou técnicas avançadas de caracterização de materiais como luz síncrotron do CNPEM, criomicroscopia eletrônica e hiperespectral 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. “Quando a nanopartícula entra em contato com a matéria orgânica do solo, forma uma camada orgânica na superfície, chamada “eco-corona molecular”, que altera seu comportamento, sua mobilidade e sua toxicidade”, completa Martinez.
O trabalho teve ainda 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).
A pesquisa foi apoiada pelo Centro de Engenharia Molecular para Materiais Avançados (CEMol-CEPID, FAPESP) e o Instituto Nacional Ciência, Tecnologia e Inovação em Nanotecnologia para Agricultura Sustentável (INCT-NanoAgro, CNPq e CAPES).