As plantas podem absorver nutrientes por meio de suas folhas e também de suas raízes. Contudo, a fertilização foliar por um longo período é difícil. No jornal Angewandte Chemie , Pesquisadores alemães agora introduziram um sistema eficiente de distribuição de micronutrientes com base em microgéis biohíbridos. Peptídeos especiais ancoram os "microcontêineres" na superfície da folha enquanto os locais de ligação internos garantem a liberação gradual da "carga".

A fertilização foliar já é comumente utilizada em áreas como a vinicultura, quando as folhas das videiras ficam amarelas devido a uma deficiência mineral. Ainda, apesar do uso de detergentes, adesivos, e umectantes, A distribuição controlada de nutrientes por meio da fertilização foliar durante várias semanas é quase impossível de se conseguir. Até 80% dos nutrientes são eliminados, enrolando-se no solo e sendo convertido em formas que a planta não pode usar. Além disso, eles podem ser arrastados para corpos d'água e causar problemas ambientais. Um problema adicional é que a forte luz solar evapora a água da solução de fertilizante aplicada. Isso resulta em uma alta concentração de sal que retira água da folha e causa queimaduras.

Uma equipe do Instituto DWI-Leibniz para Materiais Interativos em Aachen, RWTH Aachen University, e a Universidade de Bonn desenvolveu agora um sistema de fertilização foliar baseado em microgéis biocompatíveis que aderem seletivamente às folhas por um longo período e liberam nutrientes lentamente de maneira controlada. Microgéis são partículas minúsculas de macromoléculas reticuladas que podem ligar água e outras moléculas, como fertilizantes de forma muito eficiente.

Liderados por Ulrich Schwaneberg e Andrij Pich, os pesquisadores equiparam o interior das partículas de gel com sítios de ligação modelados nas proteínas de ligação de ferro das bactérias. Isso garante que os íons de ferro sejam liberados lentamente. Os microgéis são carregados com uma solução contendo ferro a um pH de 3. Quando o pH sobe para 7, os microgéis encolhem, liberando água e ligando o ferro.

A superfície das partículas de gel é equipada com peptídeos âncora de bactérias lácticas. Estes se ligam com segurança às superfícies das folhas para impedir o enxágue dos microgéis. A água no gel fornece um microambiente aquoso que permite que o ferro se espalhe pelas folhas. As folhas amarelas das plantas de pepino com deficiência de ferro tornaram-se rapidamente verdes nos pontos onde o novo fertilizante foliar foi aplicado.

Ao incorporar diferentes locais de ligação, os "recipientes" de microgel podem ser carregados com uma infinidade de outros íons de metal ou agentes. Uma entrega controlada de agentes, conforme necessário, minimizaria as quantidades aplicadas, bem como a liberação de fertilizantes e pesticidas no meio ambiente. Baixo custo de produção, altos níveis de carregamento, aplicação fácil, e as propriedades adesivas ajustáveis ​​devem possibilitar amplas aplicações industriais. O objetivo é fazer sistemas de entrega autorreguláveis ​​para uma agricultura sustentável.