Nanosensores impresos sobre plantas anticipan la sequía.

Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) han creado nanosensores que pueden imprimirse en las hojas de las plantas y revelar si están experimentando escasez de agua. La tecnología podría dar a los agricultores una advertencia temprana cuando sus cultivos están en peligro.  Es difícil obtener esta información de otra manera. Se pueden poner sensores en el suelo o hacer mapeos satelitales, pero nunca nos dirán lo que está ocurriendo en una planta en particular. El nuevo sensor aprovecha los estomas de las plantas: pequeños poros en la superficie de una hoja para permitir la evaporación del agua. A medida que ocurre la evaporación en la hoja, la presión del agua en la planta cae, activándose la extracción de agua del suelo a través del proceso denominado transpiración. Los especialistas en  plantas saben que los estomas se abren cuando se exponen a la luz y se cierran en la oscuridad. También que responden a la concentración de dióxido de carbono y a la sequía, pero la dinámica de esta apertura y cierre ha sido poco estudiada y recién ahora surge la posibilidad de monitorearla en forma continua. 

Estomas / Volodymyr Koman / MIT 

Para crear el sensor utilizaron una tinta hecha de nanotubos de carbono disueltos en un compuesto orgánico llamado dodecilsulfato de sodio (no daña los estomas). Esta tinta permite crear un circuito electrónico intercalando un poro. Cuando el poro está cerrado, el circuito está intacto y la corriente puede medirse conectando el circuito a un amperímetro. Cuando el poro se abre, el circuito se rompe y la corriente deja de fluir,  permitiendo saber, con mucha precisión, si un solo poro está abierto o cerrado. Al medir la apertura y el cierre durante unos días, en condiciones normales y de sequía, los investigadores descubrieron la posibilidad de detectar, en el plazo de dos días, cuando una planta experimenta estrés hídrico. Los estomas tardan aproximadamente siete minutos en abrirse después de la exposición a la luz y 53 minutos en cerrarse cuando cae la noche, pero estas respuestas cambian durante las condiciones de sequía. Si las plantas carecen de agua, los estomas tardan en promedio 25 minutos en abrirse y 45 minutos para cerrarse. Los nanosensores se probaron en una planta denominada lirio de la paz, elegida porque tiene grandes estomas. Para aplicar la tinta en las hojas los investigadores crearon un molde de impresión con un canal de microfluidos. Cuando el molde se coloca sobre una hoja, la tinta fluye a través del canal y se deposita sobre su superficie. El nanosensor podría tener gran importancia en la agricultura, especialmente por el avance del cambio climático conducente a una mayor escasez de agua. 

Lectura complementaria:
Persistent drought monitoring using a microfluidic-printed electro-mechanical sensor of stomata in planta.