Exploran las fibras de nanocelulosa como portadoras de nutrientes para mejorar los fertilizantes
El desarrollo de fertilizantes de mayor eficacia es fundamental para lograr una agricultura sostenible. En un estudio publicado en Carbohydrate Polymers, se examinaron las fibras de nanocelulosa distribuidas en estructuras poliméricas biodegradables para el suministro de nutrientes.
En todo el mundo se están realizando esfuerzos para mejorar las tecnologías de fertilización, disminuir el daño ambiental e impulsar el suministro de nutrientes mediante procesos agrícolas sostenibles.
El desarrollo de los Fertilizantes de Eficiencia Mejorada (EEFs) fue un avance importante en este sentido. Los EEF son materiales de fertilización que tienen el potencial de minimizar la pérdida de nutrientes en el medio ambiente, al tiempo que mejoran el suministro de nutrientes a la planta. Los EEF pueden ralentizar la descarga de nutrientes para su absorción o garantizar la conversión de los mismos en estados menos sensibles, todo ello limitando las consecuencias medioambientales. Por lo tanto, las estructuras de los FEE deben ser capaces de descomponerse en el medio ambiente circundante sin liberar sustancias químicas nocivas en el ecosistema.
La nanocelulosa es un polímero biodegradable que muestra buenas perspectivas de uso como matriz de FEE, y es deseable porque reduce la contaminación asociada a otros de polímeros no degradables. Aunque los productos de fibra de nanocelulosa son caros, su creciente uso industrial y sus propiedades ofrecen varias oportunidades nuevas para la nanociencia, que podrían ayudar a revolucionar la industria agrícola.
Se ha explorado la funcionalización química de las superficies de las fibras de nanocelulosa para mejorar las interacciones entre los nutrientes y las fibras de nanocelulosa y su compatibilidad con las estructuras poliméricas. Estas conexiones mejoradas reducen el número de huecos, limitando eficazmente la difusión del agua y aumentando la sostenibilidad del suministro de nutrientes. Se han explorado varios métodos para funcionalizar las partículas de nanocelulosa.
En este estudio, el equipo concentró sus esfuerzos en enfoques de funcionalización química que pudieran llevarse a cabo en disolventes acuosos y ecológicos. La funcionalización de las superficies de las fibras de nanocelulosa mediante la oxidación moderada por TEMPO y los compuestos cuaternarios fueron las técnicas de modificación química empleadas para potenciar las cargas negativas y positivas de las fibras de nanocelulosa, respectivamente. El equipo de investigación creía que las cargas negativas y positivas en la superficie de la nanocelulosa reforzarían los contactos electrostáticos entre la nanocelulosa y los nutrientes de nitrato y potasio, frenando así la liberación de nutrientes. La investigación se centró en comprender cómo las fibras de nanocelulosa funcionalizadas en la superficie aumentaban la compatibilidad con la estructura biodegradable de PHB/almidón, así como cómo afectaba al proceso de liberación de nutrientes y al mecanismo de degradación.
Las interacciones de las fibras de nanocelulosa con los iones nutrientes y el marco polimérico se mejoraron funcionalizando las superficies de las fibras para aumentar sus cargas positivas y negativas. En comparación con la administración directa de nitrato de potasio puro, que es totalmente soluble en agua, los compuestos desarrollados demostraron una considerable disminución de la liberación de nutrientes. Los compuestos también mostraron un retraso en la disponibilidad de nutrientes a altas concentraciones de sal.
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Fuente: azonano.com