La nanotecnología ha sido definida como toda aquella tecnología que se relaciona con nuevos materiales, sistemas y procesos que operan a una escala de 100 nanómetros (nm) o menos, y supone la manipulación de materiales y la creación de estructuras y sistemas a escala de átomos y moléculas. Las propiedades y efectos de las partículas y materiales a nanoescala difieren considerablemente de las partículas más grandes con igual composición química.
Las nanopartículas pueden tener una mayor reactividad química y ser más bioactivas que las partículas más grandes. Por su tamaño tienen mejor acceso a cualquier organismo y tienen la posibilidad de entrar en células, tejidos y órganos. Estas propiedades ofrecen nuevas aplicaciones en casi todas las áreas.
La agricultura es un área donde la nanotecnología se aplica para mejorar la calidad y el rendimiento de los cultivos y esto implica el empleo de nanopartículas. La aparición de nuevos nanomateriales abren nuevas aplicaciones potenciales en la agricultura. Estos materiales pueden ser usados para liberar pesticidas o fertilizantes en un momento y orientación específico, logrando de esta manera aplicar sustancias en áreas muy localizadas que podrían reducir el daño a otros tejidos de la planta, y a la vez en cantidades pequeñas, reduciendo así el efecto adverso al medio ambiente.
En los últimos años la nanotecnología ha tenido un gran desarrollo. Ya existen estudios que confirman que las nanopartículas metálicas son efectivas contra los patógenos de plantas, insectos y plagas. De hecho, las nanopartículas se pueden usar como nuevas formulaciones de agroquímicos y repelentes de insectos mediante técnicas de nanoemulsión o nanoencapsulación. Se han ensayado nanopartículas de silicio, polientilenglicol, plata, aluminio, óxido de zinc y de dióxido de titanio, con resultados prometedores.
Se cree que el futuro de la industria agrícola puede estar en usar estos materiales como nanopesticidas, nanofungicidas y/o nanoherbicidas. La nanotecnología está introduciendo una nueva gama de plaguicidas, reguladores de crecimiento vegetal y fertilizantes químicos potencialmente más eficientes que los usados actualmente. Las compañías agroquímicas han reducido el tamaño de las partículas de las emulsiones químicas existentes, llevándolas a dimensiones nanoscópicas, o han encapsulado los ingredientes activos en nanocápsulas diseñadas para actuar bajo ciertas condiciones, como la respuesta de la planta a la luz solar, el calor o a las condiciones alcalinas en el tubo digestivo de un insecto.
Estas nuevas formulaciones de plaguicidas estan enfocadas a la reducción de la dosis de ingrediente activo, a una menor residualidad y carga de contaminantes al medio ambiente. La forma, carga y tamaño de las distintas partículas puede afectar sus propiedades cinéticas (absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad). Por esta razón, los nanomateriales de la misma composición, que tienen diferente tamaño y forma pueden tener amplia diferencia en su modo de acción y pueden responder a condiciones climáticas o a insectos específicos.
Es posible que en unos años el uso de las sustancias químicas convencionales sea reemplazado por nanopartículas, debido a que estas son diseñadas para tener un efecto de acción más potente contra la maleza, las enfermedades y plagas; sin embargo, es necesario seguir evaluando las ventajas y desventajas de la utilización de agroquímicos donde se incorpora la nanotecnología. Los nanoagroquímicos pueden disminuir considerablemente la cantidad de los ingredientes activos en la producción de alimentos al aprovechar su tamaño y mayor superficie de contacto, no obstante es necesario capacitarse en el uso correcto de estos para evitar contaminar suelos y agua.