El nuevo material tipo MOF llamado GR-MOF-7 se mantiene estable en agua hasta cinco días y es altamente efectivo frente a varias bacterias que provocan infecciones en plantas
Los productos agroquímicos, principalmente fertilizantes y pesticidas, son compuestos fundamentales en agricultura, ya que sin ellos sería imposible satisfacer la enorme demanda de alimentos del mundo actual. Aunque el uso de agroquímicos es una práctica antigua, en la actualidad su uso excesivo está deteriorando la calidad de los ecosistemas, lo que repercute en la salud pública e incluso conduce al desarrollo de nuevas cepas resistentes.
En los últimos años se han propuesto diferentes estrategias con el fin de reducir la cantidad de agroquímicos necesarios para garantizar protección y el crecimiento de los cultivos, entre ellas el desarrollo de nanomateriales capaces de mejorar la solubilidad y estabilidad de los agroquímicos, liberarlos de forma controlada y dirigida y mejorar su biodisponibilidad y adhesión.
En este contexto, una nueva clase de materiales porosos, conocidos como Polímeros de Coordinación Porosos o MOFs (de las siglas en inglés Metal-Organic Frameworks) ha suscitado un creciente interés para la eficiente incorporación y posterior liberación controlada de moléculas activas. Comparados con los materiales porosos clásicos (carbones, sílicas), los MOFs presentan una serie de ventajas en agricultura, dado que son muy porosos, presentan centros reactivos donde pueden interaccionar diferentes agroquímicos, son estables en agua y pueden modificarse para conseguir las propiedades deseadas (p. ej. adherencia a la planta).
AgroMOFs, una vía prometedora para conseguir agroquímicos multifuncionales
En IMDEA Energía, la Unidad de Materiales Porosos Avanzados está compuesta por expertos en la síntesis y caracterización de nuevos materiales porosos y su aplicación en campos diversos, como la energía o el medioambiente. En colaboración con la Universidad de Granada, se ha desarrollado un nuevo material tipo MOF llamado GR- MOF-7, basado en dos ingredientes activos: el herbicida de origen natural (glufosinato) y cobre, como nutriente y con actividad antibacteriana. Hay que destacar que es la primera vez que se sintetiza un MOF utilizando como precursores compuestos agroquímicos (glufosinato y cobre), lo que hemos definido como AgroMOFs.
En primer lugar, y teniendo en cuenta que los plaguicidas se suelen pulverizar en forma de solución acuosa o en suspensión en los campos, en este trabajo se demuestra la estabilidad de GR-MOF-7 en agua durante al menos cinco días. Además, se ensayó su actividad agroquímica (bactericida y herbicida) frente a dos tipos de bacterias que provocan infecciones en plantas (Staphylococcus aureus y Escherichia coli), y la mala hierba Raphanus sativus, especie invasora en cultivos de bayas y vid. GR-MOF-7 es efectivo frente a ambos tipos de bacterias, incluso mejora la actividad antibacteriana de sus precursores individuales. Por otro lado, la actividad herbicida de GR-MOF-7 también mejora a la de sus precursores, ya que es capaz de secar en ocho días la mala hierba Raphanus sativus, mientras que el glufosinato permanece inactivo.
Estos resultados ponen en evidencia que la construcción de MOFs basados en herbicidas y antibacterianos es una estrategia prometedora para conseguir agroquímicos multifuncionales, abriendo nuevas vías en la aplicación segura y eficiente de MOFs en agricultura.
Más información: 10.1021/acsami.2c07113
