Introduzione

Dispositivo miniaturizzato che comprende uno o più micro-elementi di ancoraggio realizzati in un materiale solubile, che fungono da sensori, monitorando lo stato di salute della pianta. Inoltre, sono dispositivi adatti a rilasciare nelle piante, ed in particolare nelle foglie, sostanze nutritive o curative, pesticidi o altre sostanze contenenti principi attivi principalmente sotto forma di nanoparticelle, molecole, sali, ioni, acidi nucleici, proteine, virus o batteri.

Caratteristiche Tecniche

Le foglie rappresentano gli organi più comuni delle piante e la più estesa biointerfaccia al mondo. Tuttavia, tecnologie di applicazione direttamente sulle foglie sono limitate a causa della loro struttura fragile ed eterogenea. Il dispositivo proposto è composto da una matrice di micro-uncini abassiali ciascuno avente dimensioni dell’ordine delle decine o centinaia di μm, disposti in arrays, che ne permettono l’ancoraggio e il rilevamento dello stato di salute della pianta. Inoltre, consentono di rilasciare sostanze direttamente nel tessuto vascolare della foglia, con tempi di rilascio ottimizzati e facilmente regolabili in funzione delle necessità: i micro-uncini sono realizzati in un materiale solubile a base di alcoli di zucchero, cosicché l’elemento di micro-ancoraggio penetra nel tessuto interno della pianta e dissolvendosi rilascia i principi attivi in esso contenuti. Il materiale si dissolve in tempi relativamente brevi, ma è anche molto resistente: ciò evita il rischio che avvenga prematuramente un distacco del dispositivo dalla superficie fogliare. TRL= 4.

Possibili Applicazioni

• Ancoraggio reversibile su diversi tipi di foglie
• Diffusione e rilascio di principi attivi direttamente nel tessuto vascolare delle foglie, per il rilascio di farmaci ad esempio, ideali per trattare malattie delle piante
• Sensore intelligente da integrare sulle piante, ad esempio per monitorarne lo stato di salute

Vantaggi

• Non richiede l’utilizzo di tecnologie e macchinari costosi per la sua produzione; inoltre il materiale che compone i micro-uncini ha costi enormemente inferiori rispetto a materiali simili (e.g. fibroina di seta)
• Completamente biodegradabile e capacità di dissolversi abbastanza rapidamente all’interno del tessuto fogliare
• Monitoraggio multifunzionale di diversi parametri (luce, temperatura, umidità) sia nella parte abassiale che adassiale della foglia