Resumo

Vários métodos têm sido estudados como alternativas para desinfecção da água, dentre eles a utilização de metais como a prata, principalmente na sua forma nanoestruturada. A incorporação dessas nanopartículas em algum substrato é indispensável para que sua aplicação como meio filtrante para que a desinfecção da água seja eficiente. Este trabalho teve como objetivo sintetizar nanopartículas de prata usando o AES (aminoetilaminopropiltrimetoxisilano) como estabilizante e agente de acoplamento para incorporar estas nanoestruturas em partículas de celulose microcristalina objetivando o uso destas como recheio de filtro visando a desinfecção da água. Entre as diferentes quantidades de AES avaliadas, a de 10,8 mmol.L-1 foi a que resultou em maior concentração de nanopartículas de prata com menor dispersão de tamanhos, e melhor estabilidade coloidal ao longo do tempo. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelaram que as nanopartículas sintetizadas com esta concentração de AES apresentaram geometria tendendo à esférica, e tamanho médio próximo a 5,0 nm. A funcionalização da celulose com as nanopartículas de prata foi comprovada por análises de microscopia eletrônica de varredura com efeito de campo (MEV-FEG), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), e espectroscopia de massa com plasma induzido acoplado (ICP-MS). Ensaios de microbiológicos mostraram que o produto desenvolvido possui excelente atividade antibacteriana.

Introdução

A preocupação com a qualidade da água potável vem crescendo consideravelmente nos últimos anos, fator este vinculado ao aumento significativo da poluição mundial.

Estudos vêm sendo realizados para viabilizar a utilização de tecnologias alternativas no tratamento da água para consumo. Neste contexto, deve-se destacar o emprego de agentes oxidantes em diversos processos químicos, tais como: ozônio, cloroaminas, dióxido de cloro, iodo, bromo e peróxido de hidrogênio. A capacidade de desinfecção das cloroaminas, do dióxido de cloro e do peróxido de hidrogênio é relativamente baixa, sendo necessária a utilização de outro agente químico ou físico para uma boa desinfecção da água.

O ozônio, por sua vez, apresenta pouca estabilidade e não permanece na água tempo suficiente para produzir efeito contra contaminações residuais. Com relação aos processos que empregam agentes físicos, pode-se citar o uso de irradiação UV, lâmpadas germicidas, agentes antimicrobianos ligados a polímeros e a utilização de íons de prata (SOUZA, 2007; WU et al., 2010; MTHOMBENI et al., 2012; CABALA et al., 2015).

A ação biocida das nanopartículas de prata, assim como, a de outros óxidos metálicos contra bactérias Grampositivas e Gram-negativas, deve-se principalmente à sua alta reatividade (SOUZA, 2007). Estudos realizados por Melaiye et al. (2004) mostraram que o mecanismo de ação dos íons Ag+ contra a bactéria Gram-negativa E.coli inibe a cadeia respiratória, interferindo diretamente na replicação do DNA da bactéria e inativando as proteínas celulares.

Para que as nanopartículas de prata possam ser utilizadas na desinfecção da água, é necessária sua incorporação em algum substrato. A celulose, em especial, é um composto natural, biodegradável, renovável, atóxico e ecologicamente correto, o que a torna atrativa para uso no desenvolvimento de recheios filtros com propriedades antibacterianas e apelo de sustentabilidade.

O presente trabalho apresenta uma proposta para o desenvolvimento de um recheio de filtro, funcionalizado com nanopartículas de prata para uso na desinfecção de água para o consumo. Para isso, nanopartículas de prata foram sintetizadas empregando um aminosilano (AES) como agente estabilizante e, desta forma, estas nanoestruturas foram quimicamente adsorvidas na superfície de micropartículas de celulose.

Autores: Ana Cristina Exterkoetter; Karyn Lanna Heinz; Lana Taíse Peschel; Luciano André Deitos Koslowski e André Lourenço Nogueira.