¿Cuándo demasiado de algo bueno se convierte en algo malo? Esa es la pregunta jonathan claussen, profesor asistente en Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Iowa, y su equipo de investigadores tienen como objetivo ayudar a los agricultores a responder cuando se trata del uso de pesticidas. La infrautilización puede dañar los cultivos de los agricultores, mientras que el uso excesivo puede provocar escorrentías en el suelo o en las vías fluviales.
Claussen y su equipo crearon un biosensor desechable, flexible y de bajo costo que puede detectar pesticidas en el suelo. Este biosensor está hecho de grafeno, una nanopartícula fuerte y estable, y proporciona una retroalimentación instantánea, a diferencia del tiempo y el dinero que llevaría enviar una muestra a un laboratorio y esperar los resultados.
Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA apoyó el proyecto con una Iniciativa de investigación sobre agricultura y alimentos otorgar como parte de la Programa de Nanotecnología.
El biosensor se fabrica imprimiendo primero tinta de grafeno en papel. Luego, un láser traza sobre la tinta para mejorar su conductividad eléctrica al soldar escamas de la tinta de grafeno, creando una superficie nanoestructurada que es tridimensional.
“Los copos parecen casi pétalos de rosa saliendo de la superficie del papel”, dijo Claussen. “Forman el material base para probar el suelo”.
Para hacer esto, el biosensor se sumerge en una mezcla de tierra y agua. Luego se conecta a un lector electroquímico en el campo para probar pesticidas.
“Es como una tira de prueba de pH”, dijo Claussen. Los resultados de las pruebas pueden ayudar a los agricultores a comprender rápidamente cuánto pesticida se necesita para mantener cultivos saludables y minimizar el daño ambiental. Además, los resultados pueden ayudar a los agricultores a comprender dónde se puede necesitar la remediación ambiental si el uso excesivo de pesticidas es evidente.
El biosensor tiene un gran potencial para su uso más allá de la comunidad agrícola. Sus propiedades se pueden convertir para su uso en los campos biomédico, ambiental o de seguridad alimentaria, simplemente cambiando los componentes biológicos que están inmovilizados encima.
“Lo que más me fascina de este proyecto es el impacto que puede tener en el mundo real”, dijo Claussen. “Los sensores de grafeno no requieren el uso de metales preciosos que normalmente se usan para aumentar el rendimiento de los sensores electroquímicos. Por lo tanto, [esta] tecnología realmente podría ser utilizada por las masas para sensores y electrónicos flexibles y de bajo costo”.
—Selina Meiners, Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura.
Fuente: Blog del USDA