Planten kunnen voedingsstoffen opnemen via hun bladeren en hun wortels. Echter, bladbemesting over een langere periode is moeilijk. In het journaal Angewandte Chemie , Duitse onderzoekers hebben nu een efficiënt leveringssysteem voor micronutriënten geïntroduceerd op basis van biohybride microgels. Speciale peptiden verankeren de "microcontainers" op het bladoppervlak, terwijl bindingsplaatsen binnenin zorgen voor een geleidelijke afgifte van de "lading".

Bladbemesting wordt al veel toegepast in onder meer de wijnbouw, wanneer de bladeren aan de wijnstokken geel worden door een tekort aan mineralen. Nog, ondanks het gebruik van wasmiddelen, lijmen, en bevochtigingsmiddelen, gecontroleerde afgifte van voedingsstoffen door bladbemesting gedurende meerdere weken is bijna onmogelijk te bereiken. Tot 80% van de voedingsstoffen worden weggespoeld, in de grond terechtkomen en worden omgezet in vormen die de plant niet kan gebruiken. In aanvulling, ze kunnen in het water terechtkomen en milieuproblemen veroorzaken. Een bijkomend probleem is dat sterk zonlicht het water uit de toegepaste mestoplossing verdampt. Dit resulteert in een hoge zoutconcentratie die water uit het blad trekt en brandwonden veroorzaakt.

Een team van het DWI-Leibniz Instituut voor Interactieve Materialen in Aken, RWTH Universiteit van Aken, en de Universiteit van Bonn heeft nu een bladbemestingssysteem ontwikkeld op basis van biocompatibele microgels die gedurende een lange periode selectief aan bladeren hechten en langzaam op een gecontroleerde manier voedingsstoffen afgeven. Microgels zijn kleine deeltjes van verknoopte macromoleculen die water en andere moleculen kunnen binden, zoals meststoffen zeer efficiënt.

Onder leiding van Ulrich Schwaneberg en Andrij Pich, de onderzoekers rustten de binnenkant van geldeeltjes uit met bindingsplaatsen gemodelleerd naar de ijzerbindende eiwitten van bacteriën. Deze zorgen ervoor dat de ijzerionen langzaam vrijkomen. De microgels worden geladen met een ijzerhoudende oplossing met een pH van 3. Wanneer de pH stijgt tot 7, de microgels krimpen, water vrijgeven en het ijzer binden.

Het oppervlak van de geldeeltjes is voorzien van ankerpeptiden van melkzuurbacteriën. Deze binden stevig aan bladoppervlakken om het wegspoelen van de microgels te belemmeren. Het water in de gel zorgt voor een waterige micro-omgeving waardoor het ijzer in de bladeren kan diffunderen. Gele bladeren van ijzerarme komkommerplanten werden snel groen op plekken waar de nieuwe bladbemesting was aangebracht.

Door verschillende bindingsplaatsen op te nemen, de microgel "containers" kunnen worden geladen met een groot aantal andere metaalionen of middelen. Een gecontroleerde afgifte van middelen zoals vereist zou de toegepaste hoeveelheden en het vrijkomen van meststoffen en pesticiden in het milieu minimaliseren. Lage productiekosten, hoge laadniveaus, gemakkelijke toepassing, en instelbare kleefeigenschappen moeten brede industriële toepassingen mogelijk maken. Het doel is om zelfregulerende bezorgsystemen te maken voor duurzame landbouw.