En la actualidad, el uso excesivo de agroquímicos, principalmente los fertilizantes y pesticidas, está deteriorando la calidad de los ecosistemas, tiene impacto en la salud pública e incluso propicia el desarrollo de nuevas cepas resistentes. En los últimos años se han propuesto diferentes estrategias para reducir la cantidad de agroquímicos necesarios para asegurar la protección y el crecimiento de los cultivos, incluido el desarrollo de nanomateriales capaces de mejorar la solubilidad y estabilidad de los agroquímicos, liberarlos de manera 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 Metal-Organic Frameworks, MOFs), ha atraído un interés creciente porque permiten la incorporación eficiente y posterior liberación controlada de moléculas activas. En comparación con los materiales porosos clásicos (carbones, sílices), los MOF tienen una serie de ventajas en la agricultura, gracias a que son altamente porosos: tienen centros reactivos donde pueden interactuar diferentes agroquímicos, son estables en agua y se pueden modificar para lograr las propiedades deseadas (p. adherencia a la planta).

AGROMOFS, UNA VÍA PROMETEDORA PARA LOGRAR AGROQUÍMICOS MULTIFUNCIONALES

La Unidad de Materiales Porosos Avanzados de IMDEA Energía está compuesta por expertos en la síntesis y caracterización de nuevos materiales porosos y su aplicación en diversos campos, como la energía o el medio ambiente. En esta Unidad, en colaboración con la Universidad de Granada, se ha desarrollado un nuevo material tipo MOF denominado GR-MOF-7, basado en dos principios activos: el glufosinato, herbicida de origen natural, y el cobre, como nutriente y con actividad antibacteriana. Cabe señalar que esta es la primera vez que se sintetiza un MOF utilizando compuestos agroquímicos (glufosinato y cobre) como precursores, y los han definido como AgroMOFs.

En primer lugar, y teniendo en cuenta que los plaguicidas se suelen pulverizar como una solución acuosa o en suspensión en los campos, este trabajo demuestra la estabilidad del GR-MOF-7 en agua durante al menos cinco días. Además, se probó su actividad agroquímica (bactericida y herbicida) frente a dos tipos de bacterias que causan infecciones en las plantas (Staphylococcus aureus y Escherichia coli), y frente a Raphanus sativus, una especie invasora en cultivos de bayas y vid. GR-MOF-7 es eficaz frente a ambos tipos de bacterias, e incluso potencia la actividad antibacteriana de sus precursores individuales. Además, la actividad herbicida de GR- MOF-7 también mejora la de sus precursores, ya que es capaz de secar la mala hierba Raphanus sativus en ocho días, mientras que el glufosinato permanece inactivo.

Estos resultados destacan que la construcción de MOF basados en herbicidas y antibacterianos es una estrategia prometedora para lograr agroquímicos multifuncionales, y abre nuevas vías en la aplicación segura y eficiente de MOFs en la agricultura.

^Referencia

^{Copper Glufosinate-Based Metal–Organic Framework as a Novel Multifunctional Agrochemical Beatriz Sierra-Serrano, Amalia García-García, Tania Hidalgo, Daniel Ruiz- Camino, Antonio Rodríguez-Diéguez, Georgiana Amariei, Roberto Rosal, Patricia Horcajada, and Sara Rojas ACS Applied Materials & Interfaces 2022 14 (30), 34955-34962 DOI: 10.1021/acsami.2c07113}