Nanocompósitos porosos baseados em nanocelulose de bagaço de cana-de-açúcar como alternativa para remediação de meios contaminados por bactérias

Nanocompósitos porosos baseados em nanocelulose de bagaço de cana-de-açúcar como alternativa para remediação de meios contaminados por bactérias

• Autor
• Nadia Andrade Aleixo
• Co-autores
• Nadia Maria Vieira Sampaio , Marcos Vinicius Lorevice , Rubia Figueredo Gouveia
• Resumo

• Atualmente a Organização das Nações Unidas e as principais organizações mundiais atuantes na prevenção e controle de doenças (Centers of Disease Control and Prevention (CDC) e World Health Organization (WHO)) têm demonstrado preocupação crescente com a presença, mesmo que ínfima (?µgL-1), de contaminantes de interesse emergentes (CIE) químicos e biológicos em sistemas fluviais. Uma vez que estes contaminantes diminuem a acessibilidade à água potável e ainda podem desenvolver organismos resistentes aos agentes antimicrobianos convencionais. Nesse contexto, o emprego de uma nova tecnologia com a finalidade de remoção de contaminantes emergentes se faz necessária, através de metodologias eco-benignas compatíveis às diversidades de poluentes biológicos[NAA1] . Os materiais porosos baseados em celulose nanofibrilada (CNF) mostram-se potenciais candidatos para a absorção de diversos contaminantes em meios aquosos, por possuírem caráter renovável, alta área superficial específica e capacidade de absorção, e a possibilidade de funcionalização com nanopartículas (NPs). Aliado a isso, NPs metálicas surgem como candidatas interessantes para funcionalizar esses NCPs devido à possibilidade de agregarem propriedade antimicrobiana ao material final. Contudo, há desafios a serem superados, uma vez que essa funcionalização deve ser efetiva e não permitir a lixiviação destas NPs. A versatilidade de NCPs de nanocelulose fibrilada (CNF) compatibilizados com látex de borracha natural (LBN) na absorção de diversos poluentes químicos já foi descrita na literatura. A incorporação de LBN confere ao nanocompósito melhor resiliência estrutural em meio aquoso e seletividade de absorção para compostos com maior hidrofobicidade. Por outro lado, esses NCPs não possuem capacidade de inativação de microrganismos. Diante do exposto, neste trabalho NCPs de CNF oxidada e LBN foram funcionalizados com nanoestruturas de óxido de cobre (CuO) para remediação de sistemas contaminados com CIE biológicos. Os NCPs de CNF/LBN foram preparados pelo processo de gelo-modelagem/congelamento. A metodologia de síntese consiste na redução química do sal metálico por um agente redutor. A atividade antimicrobiana foi avaliada mediante o ensaio de viabilidade e cultivo celular de culturas de bactérias Escherichia coli selvagem e Escherichia coli resistente a ampicilina (AmpR) tanto para NCPs quanto para NCPs@CuO. Os NCPs apresentaram elevada porosidade (~90%) e baixa densidade de (~39 mg cm- 3). A funcionalização com NPs de CuO (NCPs@CuO) promoveu a ausência de crescimento de ambas as cepas de bactérias, indicando excelente atividade antibacteriana, o que não foi observado para os NCPs não funcionalizados. Desta maneira, obtivemos um material oriundo de fontes renováveis, no qual as modificações estruturais da CNF juntamente com a incorporação do LBN resultaram em um material poroso, resiliente em meios aquosos e adequado para a nucleação e crescimento de NPs de CuO. Ao ser funcionalizado com essas NPs, este material apresentou controle efetivo contra o crescimento de bactérias sensíveis e resistentes a ampicilina, podendo evitar a propagação de CIE biológicos.  Além disso, as semelhanças bioquímicas entre a parede celular das bactérias gram-negativas e o envelope viral indicam uma grande perspectiva de aplicação dos NCPs@CuO na inativação do SARS-CoV-2.

   

   

   

• Palavras-chave
• Nanocelulose, materiais funcionais avançados, nanopartículas de óxido de cobre, contaminantes de interesse emergente
• Modalidade
• Pôster
• Área Temática
• Materias Funcionais Avançados