CARACTERIZAÇÃO DE CORANTES NATURAIS PARA USO EM CÉLULAS SOLARES ORGÂNICAS

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Oliveira, M.A.C. (IFRN) ; Bezerra, D.P. (IFRN) ; Medeiros, A.J.D. (IFRN)

Resumo

Por mais de 16 anos as células solares tem estado sob uma extensa pesquisa, proporcionando a vantagem de combinar materiais que possam garantir resultados mais eficientes no processo de conversão de energia solar em energia elétrica e redução de custo do dispositivo. Dessa forma, os corantes naturais ricos em antocianinas tem sido alvo de muitos pesquisadores. O presente trabalho teve como objetivo, estudar corantes naturais extraídos das plantas: Jatropha gossypiifolia (pinhão-roxo), Acalypha welkesiana (crista-de-peru), Tradescantia pallida (Coração-roxo), Tabebuia impetiginosa (ipê-roxo), Celosia argentea cristata (crista-de-galo/flôr) e (crista-de- galo/folhas), localizadas na Microrregião do Vale do Açu/RN, para usar como sensibilizadores numa célula solar orgânicas.

Palavras chaves

Corantes naturais; Antocianinas; Sensibilizadores

Introdução

Os corantes naturais estão sendo alvo de estudo por possuírem flavonóides do tipo antocianinas que são bastante excitáveis à presença de luz, porém facilmente degradáveis (TEIXEIRA et al., 2006). Os corantes ricos em antocianinas tem sido preferencial para testes em células solares orgânicas, por apresentar alto poder de absorção na região visível do espectro, e não conter metais em sua composição (POPPI, 2008). Quanto à extração de antocianinas nos extratos dos vegetais, os processos envolvidos são todos simples, não influenciando no aumento do custo da célula. O emprego destes corantes alternativos e à sua combinação com os demais constituintes da célula, garante a versatilidade e atração para a produção e uso em larga escala (SAMPAIO, 2014). Diversos fatores como o pH, a temperatura, a presença de luz e oxigênio, interferem na estabilidade das antocianinas. Dessa forma, é primordial definir as condições de obtenção e caracterização do pigmento, de modo que, o corante apresente o mínimo de alterações em suas características. De acordo com (FEITOSA, 2011), os pigmentos acilados são mais estáveis do que seus análogos não acilados, ou seja, a estabilidade das antocianinas é maior sob condições ácidas. Para melhorar a aplicabilidade dos corantes em dispositivos, é necessário que a antocianina permaneça estável durante a sensibilização. Assim, todas as amostras foram aciduladas, durante o estudo e após foram realizadas as análises. Neste trabalho são relatados os resultados da caracterização realizada por análise espectrofotométrica do UV-Vis, dos corantes naturais extraídos dos vegetais: Crista-de-galo/flor, Crista-de-galo/folhas, Pinhão-roxo, Crista-de-peru, Ipê-roxo, Coração-roxo.

Material e métodos

Após a coleta, amostras foram depositadas e acondicionadas em recipientes opacos à luz e armazenadas em frízer por cerca de 20 horas. Em seguida, realizou-se a secagem ao ar livre, sucessivamente foram trituradas. 9 g do triturado foram adicionados a 50 mL de solução de solvente extrator (Etanol- Água (70:30)). O material foi deixado em repouso por 30 dias a temperatura de 5°C. Após, filtrou-se os extratos em duas etapas, em peneira e depois em algodão. O pH de todas as amostras foi ajustado para 2. A quantificação de antocianinas foi realizada a partir da metodologia apresentada por Teixeira et al., (2008). Os teores de antocianinas nos extratos vegetais, foram quantificados por método espectrofotométrico UV-vis modelo GENESYS 10 S, efetuando leituras em comprimento de onda de 460 a 535 nm. Padronizou-se valor de λ max de 460 nm para todas as amostras. O método incidiu quantitativamente na transferência de uma alíquota do extrato concentrado para o balão volumétrico de 10 mL, completando o volume com solução de etanol a 95% - HCl 1,5N (85:15), para formar um extrato diluído. Os valores de absorbância foram contrastados com os valores dos brancos (água ou solução de etanol-HCl 1,5N (85:15). Com base nestes dados, realizou-se o cálculo do teor de Antocianinas Totais (AntT) por 100g da fração avaliada, conforme a equação 1 da quantificação de antocianinas descrita a seguir: AntT (mg/100 g amostra) = DO x VE1 x VE2 x 1000/ Valq x m x 982 (1). Onde, DO: Densidade ótica do extrato diluído; VE1: Volume total do extrato concentrado; VE2: Volume total do extrato diluído; Valq: Volume da alíquota utilizado na diluição do extrato concentrado; m: Massa da amostra.

Resultado e discussão

Na Figura 1 encontram-se os resultados da análise espectrofotométrica por UV-Vis dos corantes naturais: Crista-de-galo/flor, Crista-de-galo/folhas, Pinhão-roxo, crista-de-peru, Ipê-roxo, Coração-roxo. Na análise de UV-vis observou-se que todos os corantes absorveram significativamente na região do visível. As plantas pinhão-roxo e crista-de peru, apresentaram maiores teores de antocianinas, com respectivamente 859, 9 mg/100g e 837, 3 mg/100g. Os valores de antocianinas encontrados nas duas primeiras amostras foram próximos. Para este mesmo comprimento de onda, todas as amostras apresentaram teor de antocianinas superior ao teor contido no extrato da acerola descrito por (MAZZA et, al., 1995) e (FREITAS et, al., 2006). Para Teixeira et al. (2008), um vegetal que apresente absorção para o comprimento na faixa de 460 nm, o tipo de antocianina que prevalece é a Pelargonidina, estando mais presente nas espécies que apresentem coloração vermelho-laranja e a peonidina presente nas espécies de coloração púrpura.

Gráfico com os valores antociânicos das seis amostras analisadas.

Conclusões

As análises ópticas dos corantes mostraram que todos os extratos absorveram para o comprimento de onda 460 nm na região do visível. Todas as amostras apresentaram valores antociônicos superiores aos valores descritos na literatura. Os extratos das plantas Jatropha gossypiifolia (Pinhão-roxo) e Acalypha welkesiana (crista-de-peru), comprovaram valores significativos no teor de antocianinas, indicando que podem ser utilizados em testes como corantes sensibilizadores de células solares orgânicas.

Agradecimentos

Ao IFRN, campus Ipanguaçu

Referências

FEITOSA, Alexandra de Vasconcelos. Estudo de Novos Corantes Naturais Fotoexcitáveis como Sensibilizadores em Células Solares. 2011. 112 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciências Físicas Aplicadas, Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, 2011.
FREITAS, F. E. Célula solar de SNO2/TiO2 preparada por spray - pirolise ativada com corante orgânico. São Paulo: Departamento de engenharia da UNESP, 2006.
MAZZA, G. Anthocyanins in grape and grape products. Critical Review of Food Science and Nutrition, v. 35, p. 341-371, 1995.
POPPI, Ronei Jesus; MARÇO, P. Henrique. Procedimentos analíticos para identificação de antocianinas presentes em extratos naturais. Londrina: Química Nova, v. 31, n. 5, 2008.
SAMPAIO, Samuel Gondim. Estudo e caracterização de novos corantes naturais para aplicação em células solares sensibilizadas. 2014. 96 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
TEIXEIRA, L. N.; STRINGHETA, P. C.; OLIVEIRA, F. A. Comparação de métodos para quantificação de antocianinas. Viçosa: Revista Ceres, v. 55, n. 4, ago. 2008.