La Facoltà di Ingegneria della Libera Università di Bolzano, insieme ad altri dipartimenti e centri di ricerca internazionali, ha creato in laboratorio la prima pianta completamente bioibrida, in grado di apportare benefici all’ambiente.
Grazie alle nanoparticelle inserite direttamente nella pianta, questa assorbe più luce solare e potrà essere utilizzata per aumentare l’assorbimento di CO2 dall’atmosfera e per la produzione di energia rinnovabile.
I ricercatori della Libera Università di Bolzano. © Matteo Vegetti / UNIBZ
Tecnologie verdi
Le tecnologie “verdi” non si limitano ai pannelli solari, agli edifici a basso consumo o ai veicoli elettrici. Anche le piante possono diventare una tecnologia verde. I ricercatori della Facoltà di Ingegneria della Libera Università di Bolzano hanno creato la prima pianta completamente bioibrida inserendo delle nanoparticelle direttamente nelle piante.
Ma che cos’è esattamente una pianta bioibrida? È un organismo vivente che combina elementi biologici (la pianta) con componenti tecnologici (per esempio, materiali conduttivi). In pratica, si tratta di un ibrido tra natura e tecnologia, in cui le funzioni naturali della pianta (come la fotosintesi, la crescita o la sensibilità agli stimoli ambientali) vengono integrate o potenziate da elementi ingegnerizzati.
Manuela Ciocca, ricercatrice in Fisica sperimentale della Libera Università di Bolzano, mostra le piantine bioibride. © Matteo Vegetti / UNIBZ
Nanoparticelle assorbite dalle radici
Nello studio della Libera Università di Bolzano sono stati utilizzati come elementi biologici le piante di Arabidopsis thaliana, mentre la componente tecnologica è data da nanoparticelle di poli 3-esiltiofene (P3HT), un polimero organico. Questo materiale è in grado di condurre la corrente elettrica ed è già studiato per la realizzazione di pannelli solari flessibili e per l’elettronica verde. La ridottissima dimensione delle nanoparticelle, circa 500 volte più piccola del diametro di un capello umano, le rende adatte a essere assorbite dalle radici della pianta e trasportate fino alle foglie.
Queste nanoparticelle sono biocompatibili. Infatti, possono essere assorbite dalle piante in modo naturale, senza causare scompensi nella crescita. Una volta arrivate nelle foglie, le nanoparticelle di P3HT agiscono come minuscole antenne cattura-luce capaci di assorbire anche la luce verde. Poiché le piante utilizzano principalmente la luce rossa e blu, questo contribuisce a migliorare la loro capacità di catturare la luce. Questa energia in più aumenta la fotosintesi, favorendo un maggiore assorbimento della CO₂ dall’atmosfera da un lato e la crescita delle piante dall’altro.
«Questo studio rappresenta il primo esempio di pianta bioibrida generata inserendo nanoparticelle di P3HT direttamente nella pianta (in vivo): negli studi precedenti, infatti, solo una parte della pianta, come una foglia o le radici, veniva interfacciata con componenti artificiali. Questa tecnologia apre le porte a numerose applicazioni, che permettono di modificare le proprietà degli organismi vegetali senza alterarne il DNA» spiega Manuela Ciocca, ricercatrice in Fisica sperimentale della Libera Università di Bolzano e ideatrice dello studio.
L’articolo, intitolato “Conjugated Polymer Nanoparticles Boosting Growth and Photosynthesis in Biohybrid plants” è stato pubblicato come storia di copertina sulla rivista Materials Horizons.
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