ÁREA: Ambiental
TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE PRATA IMPREGNADAS EM CELULOSE BACTERIANA
AUTORES: SANTOS, A.L.C. (UERJ) ; SANTA MARIA, L.C. (UERJ) ; OLIVEIRA, P.C. (UERJ) ; RIBEIRO, S.J.L. (UNESP) ; MESSADDEQ, Y. (UNESP) ; BARUD, H.S. (UNESP)
RESUMO: Este trabalho apresenta a síntese e a caracterização de um material binário à base de celulose biossintetizada por bactérias contendo nanopartículas de prata. A celulose foi deixada em contato com solução aquosa de AgNO3 a 0,06 mol/L acidificada com HNO3 por 24 h e posteriormente lavada com água destilada a 45ºC. As condições da reação de redução do íon Ag+ foram avaliadas com diferentes agentes redutores (NH2NH2, NH2OH ou C6H8O6) empregando-se protetores de colóide (PVP ou gelatina). A distribuição do tamanho das nanopartículas de prata e suas características morfológicas foram investigadas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise termogravimétrica (TGA) mostrou uma massa residual que está relacionada às partículas de prata impregnadas.
PALAVRAS CHAVES: celulose bacteriana, nanopartículas, prata
INTRODUÇÃO: A celulose biossintetizada pela bactéria Acetobacter xylinum exibe propriedades únicas quando comparada à celulose vegetal(KLEMM et al., 2001). Ela é produzida como membranas altamente hidratadas livres de lignina e hemicelulose exibindo maior peso molecular e maior cristalinidade numa estrutura reticulada ultrafina. Como conseqüência destas propriedades especiais, suas múltiplas aplicações estão na indústria (papel, têxtil e alimentícia) e como biomaterial em cosméticos e medicina (KLEMM et al., 2005). Uma das áreas mais promissoras da aplicação da celulose bacteriana (BC) como biomaterial é a sua utilização como substituta temporária da pele no tratamento de ferimentos, queimaduras e úlceras. Devido às suas propriedades químicas e estruturais, BC pode também ser considerada como uma matriz hidrofílica ideal para a incorporação de metais. Entre os diferentes metais possíveis de serem incorporados em membranas de BC, a prata tem atraído interesse devido às suas propriedades antibacterianas bem conhecidas. Esta atividade antibacteriana tem sido explorada comercialmente em aplicações, tais como, tecidos antibacterianos para prevenir infecções e tratar ferimentos de queimaduras (BARUD et al., 2008).
Este trabalho descreve a síntese e a caracterização de materiais binários contendo nanopartículas de prata com distribuição de tamanho homogênea. As nanopartículas de prata foram impregnadas na celulose bacteriana através da redução química pela imersão da BC impregnada com Ag+ em solução de diferentes agentes redutores.
MATERIAL E MÉTODOS: Amostras de 3 g de membrana de celulose bacteriana foram imersas em 100 mL de solução aquosa de AgNO3 a 0,06 mol/L acidificada com HNO3 à temperatura ambiente por 24 h. A seguir as amostras impregnadas com íons Ag+ foram lavadas com água destilada a 45oC até teste negativo em solução aquosa de NaCl a 1% p/v . A celulose bacteriana (BC) impregnada com íons Ag+ (BC/Ag+) foi tratada com solução aquosa de um agente redutor contendo ou não um protetor de colóide. Os agentes redutores foram empregados em soluções aquosas contendo 0,2% p/v de PVP ou gelatina. Para cada 2 g de celulose impregnada com Ag+ imersa em 30 mL de solução aquosa de PVP ou gelatina (0,2 % p/v), foi adicionado 30 mL de solução aquosa de um agente redutor (NH2NH2, NH2OH ou C6H8O6) numa concentração de 0,06 mol/L com pH entre 13 e 14 contendo PVP ou gelatina a 0,2 % p/v. Essa adição foi realizada em banho de gelo (temperatura próxima a 5oC) durante 15 minutos e a mistura foi mantida em contato com a solução à temperatura ambiente durante 1h protegida da luz. Após o processo de redução, a celulose bacteriana (BC) impregnada com íons Ag+ (BC/Ag+) tornou-se escura (BC/Ag0). A amostra reduzida foi exaustivamente lavada com água destilada e deionizada até teste negativo em solução de NaCl 1% (p/v). Os materiais obtidos foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (TGA).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A obtenção de nanopartículas de Ag na celulose bacteriana foi avaliada pela redução dos íons Ag+ com diferentes agentes redutores (NH2NH2, NH2OH ou C6H8O6) na presença ou não de protetores de colóide (PVP e gelatina). Para investigar a influência do tipo de protetor de colóide e do agente redutor na formação e incorporação das nanopartículas de prata, as reações de redução foram conduzidas nas mesmas condições (concentração de reagentes, temperatura, velocidade de adição do redutor). Todos os agentes redutores empregados foram capazes de reduzir os íons Ag+ a Ag sob as condições reacionais investigadas neste trabalho. As amostras com partículas de prata reduzidas nas quais não utilizou-se nenhum protetor de colóide ficaram bastante escuras, enquanto as amostras que empregaram algum protetor coloidal exibiram uma cor acinzentada. A diferença provavelmente está ligada ao tamanho das partículas obtidas em cada tipo de amostra.
A Figura 1a mostra nanopartículas arredondadas dispersas na superfície do material preparado pela redução com C6H8O6 na presença de PVP. De um modo geral, as partículas de prata obtidas na presença de protetor de colóide foram menores do que as obtidas sem o protetor de colóide (Figura 1b), indicando que este agente foi capaz de controlar o crescimento da partícula de prata.
A Figura 2 mostra o gráfico de TGA do material preparado pela redução com C6H8O6 na presença de PVP. Através da análise termogravimétrica foi possível verificar que o material sofreu degradação até certo ponto, mas uma parte do material não foi degradada nem a altas temperaturas. Esta massa residual está relacionada às partículas de prata impregnadas.
CONCLUSÕES: O tamanho e a forma das partículas de prata e sua distribuição na superfície das membranas dos compósitos obtidos puderam ser facilmente observados pelo uso da técnica de MEV. A distribuição e o tamanho das partículas de prata dependem da combinação do agente redutor e do protetor de colóide empregados durante a síntese.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à CAPES, à FAPERJ e ao CNPq pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BARUD, H.S.; BARRIOS, C.; REGIANI, T.; MARQUES, R.F.C.; VERELST, M.; DEXPERT-GHYS, J.; MESSADDEQ, Y.; RIBEIRO, S.J.L. Self-supported silver nanoparticles containing bacterial cellulose membranes. Mater. Sci. Eng. C, v. 28, p. 515-518, 2008.
KLEMM, D.; SCHUMANN, D.; UDHARDT, U.; MARSCH, S. Bacterial synthesized cellulose – artificial blood vessels for microsurgery. Progress in Polymer Science, v. 26, p. 1561-1603, 2001.
KLEMM, D.; HEUBLEIN, B.; FINK, H.; BOHN, A. Cellulose: Fascinating biopolymer and sustainable raw material. Angew. Chem. Int.., v. 44, p. 3358-3393, 2005.
