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El uso de nanomateriales a base de carbono para aplicaciones agrícolas está cobrando cada vez más importancia. Si bien los nanomateriales de carbono juegan un papel importante en el crecimiento de las plantas, existe una gran incertidumbre sobre los efectos de la dosificación de nanopartículas de carbono en los procesos fisiológicos de las plantas.
![Las nanopartículas de carbono promueven el crecimiento y mejoran la cosecha](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39810_16661015855382222.jpg)
Estudio: Mejora y aplicación de carbono nanoestructurado a partir de cenizas volantes de aceite para promover el crecimiento y mejora de cultivos agrícolas con diferentes dosis. Crédito: Bits y divisiones/Shutterstock.com
El propósito de un estudio publicado en la revista Scientific Reports fue analizar la respuesta de Cicer arietinum país Faseolus vulgaris L. plantas a carbono nanoestructurado a partir de cenizas volantes de petróleo.
Se utilizó un enfoque novedoso que implicaba un molino de bolas de alta energía seguido de sonicación para producir carbono nanoestructurado a partir de cenizas volantes de petróleo.
Impactos ambientales de los nanomateriales de carbono
Con la aplicación cada vez mayor de nanomateriales de carbono en varios campos, estos nanomateriales se liberan inevitablemente al medio ambiente a lo largo de su vida útil.
El uso generalizado y no regulado de nanopartículas ha llevado a los científicos a estudiar los problemas, dificultades e implicaciones de su impacto ambiental.
Las nanopartículas muestran poca movilidad en el suelo. Por lo tanto, las nanopartículas que ingresan al suelo a través de la aplicación agrícola, la erosión de la lluvia, la deposición atmosférica u otros, podrían acumularse con el tiempo.
Las plantas son la piedra angular de cualquier ecosistema y desempeñan un papel clave en la distribución y el transporte de nanopartículas de carbono a través de la absorción y la bioacumulación a lo largo de la cadena alimentaria. Estas nanopartículas pueden tener efectos nocivos en diferentes partes del ecosistema.
Por el contrario, las nanopartículas de carbono pueden contribuir significativamente a la eliminación de contaminantes y la remediación del suelo. Las nanopartículas de carbono pueden mejorar el crecimiento de las plantas y los procesos fisiológicos al aumentar el crecimiento, el contenido de proteínas y la concentración de pigmentos fotosintéticos.
Para compensar los efectos negativos de las nanopartículas de carbono, los antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos y otras sustancias pueden ser útiles para proteger a las plantas de los efectos nocivos de los radicales libres.
Aproximaciones a la técnica de las cenizas volantes de aceite
Sus tamaños de partículas y arquitectura influyen en las aplicaciones del carbono nanoestructurado. La molienda de bolas de alta energía ha surgido como un enfoque viable para producir polvos nanocristalinos a partir de nanomateriales.
Investigaciones recientes han documentado la producción efectiva de carbono nanoestructurado a partir de residuos de cenizas volantes de petróleo utilizando procesos de molienda de bolas de alta energía.
Las nanoestructuras de carbono derivadas de las cenizas volantes de petróleo muestran propiedades prometedoras que incluyen un alto contenido de grafito, una gran área de superficie específica, no toxicidad, alta porosidad y resistencia.
Una técnica innovadora para mejorar las cualidades morfológicas podría ser seguir la molienda de bolas de alta energía con sonicación para producir nanoestructuras de carbono a partir de cenizas volantes de petróleo.
El proceso puede ofrecer nuevas posibilidades técnicas para las cenizas volantes de aceite y permitir procesos de fabricación sostenibles y respetuosos con el medio ambiente utilizando residuos industriales. El uso de cenizas volantes de petróleo y nanoestructuras de carbono diseñadas puede abrir caminos inexplorados para aplicaciones agrícolas y debe explorarse ampliamente.
Metodología de investigación
Cicer arietinum L. y Faseolus vulgaris L. son cultivos comercialmente importantes que se cultivan en todo el mundo. Estas plantas se eligieron como cultivos de prueba para estudiar los efectos de las nanoestructuras a base de carbono en las latas de cenizas volantes de aceite debido a su capacidad para adaptarse a diferentes condiciones ambientales.
Utilizando parámetros morfológicos y fisiológicos, el equipo de investigación estudió las interacciones entre los cultivos y las muestras de carbono nanoestructurado recuperado de las cenizas volantes de aceite mediante molienda de bolas de alta energía seguida de sonicación.
Se utilizaron múltiples criterios para estudiar el efecto del carbono nanoestructurado acumulado derivado de las cenizas volantes de aceite en las propiedades fisiológicas y morfológicas, incluido el crecimiento de las plantas y los pigmentos fotosintéticos.
Este estudio presentó un enfoque novedoso para fabricar nanopartículas de carbono sintéticas utilizando cenizas volantes de petróleo. Se puede determinar el contenido máximo permitido de nanopartículas de carbono fabricadas en los cultivos, lo que permite la aparición de técnicas biotecnológicas innovadoras para el desarrollo de cultivos.
Resultados del estudio
Los efectos del carbono nanoestructurado derivado de las cenizas volantes de aceite en las plantas variaron según la composición morfológica de las nanoestructuras de carbono a base de cenizas volantes de aceite, su dosis y la vía de administración.
Carbono nanoestructurado obtenido a partir de cenizas volantes de aceite por sonicación en un molino de bolas en agua a 4 mg L-1 La concentración fue la dosis óptima para promover el crecimiento de las plántulas C arietino y PAGS significar.
En las plántulas de C arietino y PAGS significar El carbono nanoestructurado tratado con cenizas volantes de aceite fue significativo.
El carbono nanoestructurado derivado de las cenizas volantes de aceite podría resultar un fertilizante a nanoescala superior a los fertilizantes y estiércol tradicionales, ya que este estudio mostró un mejor desarrollo de las plantas y tolerancia al estrés.
Relación
Alluqmani, SM y Alabdallah, NM (2022). Preparación y aplicación de carbono nanoestructurado a partir de cenizas volantes de aceite para promover el crecimiento y la mejora de cultivos agrícolas en diferentes dosis. Informes científicos12. Disponible en: https://www.nature.com/articles/s41598-022-21639-w
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