Ett team av forskare från Immanuel Kant Baltic Federal University erhöll magnetiska nanopartiklar med hjälp av söt flagga (Acorus calamus). Både rötter och blad av denna växt har antioxidanter, antimikrobiell, och insekticidegenskaper. Extraktet av sweet flag användes som ett giftfritt reagens för tillverkning av belagda partiklar. Författarna till arbetet visade också effektiviteten hos de nya nanopartiklarna mot flera typer av patogena svampar som skadar kulturväxter. En teknik som utvecklats av teamet möjliggör tillverkning av nanopartiklar från en billig växtbaserad råvara och minskar reagensernas skadliga inverkan på miljön.

På grund av deras unika egenskaper, nanopartiklar används inom många områden, från medicin till oljeproduktion. Deras egenskaper beror till stor del på deras storlek och form, och förhållandet mellan deras yta och volym spelar en nyckelroll. Ju större den är, desto starkare är en nanopartikels lokala effekt. Magnetiska nanopartiklar som kan styras med ett externt magnetfält eller avger värme under påverkan av elektromagnetisk strålning har potential inom biologi och medicin. Till exempel, partiklar med ökat magnetiskt moment används både i medicinsk diagnostik och för behandling av olika tillstånd. Vissa studier tyder också på att magnetiska nanopartiklar kan ha svampdödande egenskaper. För dessa applikationer, forskare föreslår att man använder bariumferritnanopartiklar i biokompatibel beläggning.

"Det finns flera metoder för att tillverka belagda nanopartiklar med givna egenskaper, men alla av dem inkluderar toxiska reagenser. Vi har utvecklat en miljövänlig teknik för framställning av bariumferrit med användning av sött flaggextrakt. Ytan på dessa partiklar har ytterligare biologiska egenskaper och partiklarna själva har alla nödvändiga magnetiska och geometriska egenskaper, " sa prof. Larissa Panina, en Ph.D. i fysik och matematik från BFU.

Teamet blandade ett extrakt gjort av torkade söta flaggrötter med barium- och järnsalter och vatten. Sedan, blandningen upphettades för att indunsta vätskan och erhålla pulver. Efter det, pulvret sintrades vid temperaturer upp till 900°C, och nanopartiklar bildades. För att studera deras morfologi, laget använde svepelektronmikroskopi. Denna metod bygger på att skanna ytan på ett studerat objekt med en elektronstråle och tillämpas på fragment som bara är flera nanometer stora. Den genomsnittliga storleken på de hexagonformade nanopartiklarna var från 20 till 50 nm. Teamet studerade också partiklarnas kristallina struktur och elementära sammansättning med hjälp av röntgenstrukturanalys och energidispersiv spektroskopi och fann att de nya partiklarna inte hade några tillsatser.

Nanopartiklarna av bariumferrit som syntetiserats av teamet var aktiva mot fyra arter av svampar som orsakar olika sjukdomar hos frukt och blommande växter. Även i små koncentrationer, nanopartiklarna kunde bromsa tillväxten av patogener. Under Fenton-reaktionen, jonerna av järn i bariumferrit reagerade med peroxider och reaktiva syreformer (OH-radikaler) uppträdde. Att vara extremt aktiv, de reagerade med ämnen i skadliga cellväggar, skadade dem, och därmed bromsade tillväxten av patogener. Enligt författarna till studien, detta är en universell mekanism som kan göra nanopartiklarna aktiva mot andra svamparter, för.