Phân bón hóa học thông thường không phải là chất thân thiện với môi trường nhất trên thế giới, đó là một lý do khiến một số nông dân đang khám phá việc sử dụng vi khuẩn có lợi để thay thế. Các công nghệ phủ mới có thể làm cho những vi sinh vật như vậy trở nên phổ biến rộng rãi hơn bao giờ hết. Phân bón không chỉ gây ô nhiễm môi trường nếu xâm nhập vào nguồn nước mà còn làm cạn kiệt chất dinh dưỡng trong đất theo thời gian. Hơn nữa, chúng tương đối đắt tiền.

Để tìm kiếm các giải pháp thay thế xanh hơn, bền vững hơn, một số nông dân đã bắt đầu áp dụng vi khuẩn cố định đạm vào cây trồng của họ. Những vi sinh vật này hấp thụ nitơ từ khí quyển và chuyển nó thành amoniac trong đất. Amoniac cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, phục hồi đất nghèo dinh dưỡng và tăng cường khả năng phòng vệ tự nhiên của cây trồng trước sâu bệnh.

Tuy nhiên, một vấn đề với vi khuẩn là chúng rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm quá cao. Điều này có nghĩa là chúng không thể chịu đựng được việc vận chuyển từ nguồn trung tâm đến trang trại. Chúng có thể được trồng trong các thiết bị lên men lớn ở trang trại, mặc dù việc xây dựng và bảo trì những thiết bị này có thể khá tốn kém.

Với những thiếu sót này, Asst. Ariel Furst, giáo sư tại MIT và các đồng nghiệp đã phát triển một phương pháp bao bọc các vi sinh vật trong lớp vỏ “mạng lưới metallicphenol” (MPN) cực nhỏ. Mặc dù các lớp phủ này không cản trở sự phát triển hoặc hoạt động của vi khuẩn nhưng chúng có tác dụng bảo vệ khỏi nhiệt và độ ẩm. Vi khuẩn được bọc thậm chí có thể được đông khô, sau đó được vận chuyển và áp dụng cho cây trồng ở dạng bột.

Nhóm của Furst đã tạo ra 12 MPN khác nhau kết hợp các kim loại như sắt, mangan, nhôm và kẽm, tất cả đều được coi là an toàn khi sử dụng làm phụ gia thực phẩm. Vỏ cũng chứa một hợp chất hữu cơ gọi là phenol, mà FDA "thường coi là an toàn".

Khi các MPN này được sử dụng để chống lại vi khuẩn cố định đạm Pseudomonas chlororaphis, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tất cả 12 MPN đều bảo vệ vi sinh vật khỏi nhiệt độ lên tới 50°C (122°F) và độ ẩm tương đối lên tới 48%.

MPN hiệu quả nhất là sự kết hợp giữa mangan và polyphenol được gọi là epigallocatechin gallate. Tảo diệp lục được bọc trong vỏ được làm nóng đến 50°C và sau đó được đặt vào đĩa petri trong phòng thí nghiệm cùng với hạt giống từ các loại cây trồng như thì là, ngô, củ cải và bắp cải. Trong mọi trường hợp, tỷ lệ nảy mầm của hạt đều tăng 150% so với việc bổ sung vi khuẩn tươi nhưng chưa được bao phủ.

Furst hiện đang thương mại hóa công nghệ này thông qua một công ty phụ do cô thành lập có tên SeiaBio.

“Khi nghĩ đến việc phát triển công nghệ, chúng tôi cần cố ý thiết kế nó sao cho rẻ và dễ sử dụng, và công nghệ này chính là như vậy,” cô nói. "Điều này sẽ giúp dân chủ hóa nền nông nghiệp tái tạo."

Một bài báo về nghiên cứu này gần đây đã được xuất bản trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.