HYPATIA è un progetto multidisciplinare che ha la finalità di integrare le nanotecnologie nello sviluppo di fertilizzanti intelligenti per un’Agricoltura efficiente e sostenibile.

Saranno sviluppati nanofertilizzanti innovativi e non tossici, mediante un processo a basso costo facilmente scalabile per la produzione industriale; i nanofertilizzanti saranno caratterizzati con tecniche avanzate ed utilizzati per test controllati su piante di grano.

IMPATTO DEL PROGETTO 

Un significativo aumento della produzione di cibo sarà necessario per sopperire al fabbisogno alimentare di una popolazione mondiale in continua crescita e che, secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura (FAO), aumenterà del 30% entro il 2050.

Intensificare l’utilizzo dei fertilizzanti convenzionali non è una soluzione sostenibile: dal punto di vista ambientale ciò comporterebbe un aumento nell’inquinamento delle acque con conseguente eutrofizzazione dei corpi idrici e, dal punto di vista economico, l’inefficiente sfruttamento di risorse non rinnovabili, come i giacimenti di fosfato.

L’utilizzo delle nanotecnologie può offrire una soluzione efficace e sostenibile per lo sviluppo dell’agricoltura.

NANOFERTILIZZANTI E CHIMICA VERDE

Saranno preparate nanoparticelle di apatite biomimetica (un materiale simile alla componente minerale delle ossa), che contengono fosforo e calcio, arricchite con altri macronutrienti delle piante (azoto e potassio).

Questi nanofertilizzanti possono incorporare nella loro struttura una notevole quantità di tali nutrienti in un volume molto piccolo rispetto ai fertilizzanti convenzionali.

Inoltre, il rilascio dei nutrienti è controllato dalla dissoluzione delle nanoparticelle e, pertanto, può essere modulato su una scala temporale di poche ore, per quelli assorbiti sulla superficie, o di giorni/settimane per quelli inglobati all’interno delle nanoparticelle, rendendo la fertilizzazione un processo molto più efficiente ed ecosostenibile.

TECNOLOGIA E SCIENZA

La lavorazione e l’impiego di nanomateriali richiedono procedure ad alto livello di sicurezza. HYPATIA prevede l’impiego di tecniche innovative di caratterizzazione chimico-fisica dei nanomateriali, adatte a definire protocolli di misura ed analisi da applicarsi nelle fasi di sviluppo, ottimizzazione, ed utilizzo dei nanofertilizzanti.

PROSPETTIVE FUTURE 

L’assorbimento di nanoparticelle da parte delle piante ed il rilascio dei nutrienti sono meccanismi complessi, i cui molteplici aspetti sono da investigare e comprendere. HYPATIA si pone l’obiettivo di approfondire e studiare in dettaglio questi meccanismi in modo da poter mettere in relazione le proprietà chimico-fisiche dei nanofertilizzanti con la crescita e il rendimento delle piante coltivate.

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