Descartar nanomateriais com segurança e com pouco impacto ao meio ambiente é um dos desafios da nossa indústria. Pesquisadores brasileiros descobriram que um tratamento com água sanitária pode reduzir a toxicidade do óxido de grafeno, substância amplamente usada em processos produtivos.
O óxido de grafeno é um nanomaterial à base de carbono, utilizado em diversas indústrias e produtos, como tintas, filtros, embalagens, catalisadores, dispositivos eletrônicos, insumos biomédicos, remédios, cosméticos, itens para construção civil, e muito mais. Minúsculo, ele é capaz de conferir novas funcionalidades e alterar propriedades, como viscosidade, resistência mecânica e condutividade elétrica, entre outras. E isso pode ser nocivo quando está fora do lugar.
No Brasil, o CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais), em Campinas (SP), investiga maneiras de prevenir impactos da substância sobre a saúde humana e ambiental. “Diferentemente de outras fases do desenvolvimento tecnológico e industrial, a era da nanotecnologia chega com a consciência global e de que a incorporação de novos materiais deve vir acompanhada de maiores cuidados com a gestão de resíduos, considerando o ciclo de vida completo do produto”, declarou o Centro em um comunicado.
Recentemente, os cientistas desenvolveram um método simples, barato e promissor para degradar o óxido de grafeno, reduzindo sua toxicidade: com hipoclorito de sódio (água sanitária). O estudo foi publicado na revista Chemosphere.
A pesquisa
De acordo com o CNPEM, ligado ao MCTI (Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações), o óxido de grafeno se degrada e se torna muito mais solúvel e menos tóxico após ser incubado em água sanitária por uma semana.
“As partículas de óxido de grafeno degradadas ficam com tamanho menores que 30 nanômetros de diâmetro. Enquanto as sem modificação ou não degradadas, estão em torno de 150 nanômetros de diâmetro”, informa o pesquisador Diego Martinez em comunicado.
A redução de tamanho das partículas, porém, poderia aumentar os riscos toxicológicos do grafeno e torná-lo mais perigoso. Para investigar a toxicidade, os cientistas fizeram testes com milimétricos vermes nematoides da espécie Caenorhabditis elegans.
Imagens de microscopia hiperespectral de campo escuro (EDHM) do nematoide modelo C. elegans: a) controle; b) expostos ao oxido de grafeno e c) expostos ao óxido de grafeno degradado. Os pontos vermelhos indicam os materiais de grafeno aderidos na cutícula e intestino do organismo após 24 horas de exposição
Imagem: Reprodução
Organismos em contato com óxido de grafeno bruto tiveram sobrevivência, crescimento e reprodução afetados. Já os submetidos ao material degradado com hipoclorito de sódio não sofreram efeitos nocivos.
Para confirmar a interação e absorção oral da substância, foi utilizada uma avançada técnica de microscopia hiperespectral, que permite rastrear nanopartículas dentro de tecidos biológicos com alta resolução.
“Após a degradação do óxido de grafeno, nós verificamos uma redução da toxicidade aguda em aproximadamente 100%; além de ausência de efeitos sobre a fertilidade e reprodução dos organismos. Então imaginamos que esse pode ser um método útil para mitigar riscos e descartar resíduos materiais à base de grafeno com segurança”, explica Martinez.
Estudos complementares ainda são necessários para a exploração tecnológica do método, que tem o potencial de aprimorar os métodos de gestão de resíduos gerados por este tipo de material durante seu ciclo e levar mais sustentabilidade aos processos industriais.
Os próximos passos da pesquisa incluem testar o grafeno degradado em outros organismos, como bactérias, algas, peixes e células de humanos, e analisar as interações com outros materiais presentes em efluentes (rejeitos industriais que eventualmente vão parar em rios e mares). Assim, poderemos ter um entendimento global de seu impacto sobre os seres vivos e o meio ambiente.
O CNPEM é um dos mais avançados laboratórios do mundo, berço do mais complexo projeto da ciência brasileira: o acelerador de partículas Sirius.