Científicos han informado sobre el desarrollo de plantas que pueden fabricar nanomateriales llamados marcos metálicos-orgánicos (MOF) y su aplicación como recubrimientos en las plantas.

Este logro –presentado en la reunión de primavera de la American Chemical Society– acerca a la realidad las plantas con poderes aumentados, al estilo de los ciborgs, que podrían realizar nuevas funciones útiles, como la detección de sustancias químicas o la recolección de luz de manera más eficiente.

Según el investigador principal del proyecto, Joseph Richardson, los humanos han estado introduciendo materiales extraños en las plantas durante miles de años. “Un ejemplo de esto es el teñido de flores”, dice. “Sumergirías un tallo de una flor cortada en un tinte, y el tinte pasaría a través del tallo y penetraría en los pétalos de las flores, y luego verías estos hermosos colores”.

Debido a sus extensas redes vasculares, las plantas absorben fácilmente el agua y las moléculas disueltas en los fluidos. Sin embargo, es más difícil que los materiales más grandes y las nanopartículas como los MOF penetren en las raíces.

Así que Richardson y sus colegas de la Universidad de Melbourne (Australia) se preguntaron si podrían alimentar a las plantas con precursores de MOF, que las plantas absorberían y luego convertirían en nanomateriales terminados.

Los MOF, que consisten en iones metálicos o agrupaciones vinculadas a moléculas orgánicas, forman cristales altamente porosos que pueden absorber, almacenar y liberar otras moléculas, como una esponja.

Los químicos han hecho miles de MOF diferentes hasta el momento, con posibles aplicaciones que van desde almacenar combustible de hidrógeno a absorber gases de efecto invernadero hasta administrar medicamentos dentro del cuerpo. Hacer que las plantas produzcan pequeñas cantidades de estos compuestos útiles en sus propios tejidos podría darles nuevas habilidades que no se ven en la naturaleza.

Para ver si las plantas podían producir MOF, Richardson y sus colegas agregaron sales metálicas y enlazadores orgánicos al agua y luego colocaron esquejes o plantas intactas en la solución. Las plantas transportaron los precursores a sus tejidos, donde crecieron dos tipos diferentes de cristales de MOF fluorescentes.

En un experimento de prueba de concepto, los recortes de plantas de loto que producen MOF detectaron pequeñas concentraciones de acetona en el agua, como lo demuestra una disminución en la fluorescencia de los materiales. Basándose en estos resultados, Richardson planea explorar si los híbridos de MOF de la planta podrían detectar explosivos u otros productos químicos volátiles, lo que podría ser útil para la seguridad de un aeropuerto.

Además de hacer que las plantas produzcan MOF, los materiales terminados podrían usarse como un recubrimiento en las plantas para ayudarlas a convertir los dañinos rayos ultravioleta (UV) en luz que es más útil para la fotosíntesis.

“Mientras contemplamos el cultivo de cultivos en el espacio o en Marte, donde no tienes una atmósfera y los rayos UV te bombardean, algo como esto podría ser útil”, dice Richardson en un comunicado. “Eso es porque no solo protege a las plantas de los rayos UV, sino que también las convierte en energía útil. Especialmente a medida que te alejas del sol, es más difícil capturar toda la luz que necesitas para la fotosíntesis”.

Los investigadores ya han comenzado a examinar las capacidades de protección de los nanomateriales, y los datos preliminares son prometedores. El equipo cubrió recortes de crisantemo y liriope con MOF luminiscentes y luego expuso las plantas a la luz UVC durante tres horas. En comparación con los recortes no recubiertos, las plantas con MOF mostraron menos decoloración y decoloración.

Ahora, Richardson se está asociando con biólogos de plantas para estudiar los efectos de los MOF en el crecimiento de las plantas. Hasta ahora, no han notado ninguna toxicidad de los nanomateriales. Los investigadores también desean explorar si las MOF podrían realmente ayudar a las plantas a crecer mejor, lo que podría llevar a aplicaciones en la agricultura.

Fuente: europapress.es