Nanotecnologia verde para nanopartículas de prata

Uma técnica desenvolvida por cientistas da Universidade Aristóteles de Salónica e da Universidade Carlos III de Madri, propiciou obter nanopartículas de prata com o auxílio de extrato de medronheiro, uma panta muito comum no mediterrâneo.

Medronheiro (Arbustus unedo).

Geralmente, as nanopartículas de prata são produzidas com agentes redutores e estabilizantes de superfície (surfactantes) artificiais, nem sempre ecologicamente inócuos.

Nanopartículas de prata vistas por meio de microscópio eletrônico de transmissão.
Clique aqui para acessar a fonte da figura.

O interessante é que os componentes presentes no extrato do medronheiro atuam como redutores e como estabilizantes. Eles promovem a redução dos cátions de prata à prata metálica, formando assim as nanopartículas deste elemento, bem como formam uma camada estabilizante na superfície das nanopartículas, evitando assim que elas se agreguem ou cresçam demais durante sua produção.

Fonte: Pantelis Kouvaris et al. Green synthesis and characterization of silver nanoparticles produced using Arbutus Unedo leaf extract. Materials Letters Doi:10.1016/j.matlet.2012.02.025.

Governo quer lei para facilitar aproveitamento da biodiversidade

O governo está finalizando uma proposta de lei que desburocratiza as pesquisas envolvendo o aproveitamento da biodiversidade nacional para produção de cosméticos e medicamentos.

No final de 2010, mais de 300 processos de regularização de atividades de bioprospecção e desenvolvimento tecnológico aguardavam decisão do Conselho de Gestão do Patrimônio Genético (CGEN), do Ministério do Meio Ambiente. Os casos ainda estão sendo analisados nas reuniões mensais do órgão, o responsável pelas autorizações de acesso aos recursos genéticos. A proposta é regularizar a situação dessas atividades, sem eximir multas e outras punições.


Segundo Carlos Joly, assessor do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), uma das novidades da legislação a ser proposta é que o controle mais rigoroso sobre licenças e contratos será feito apenas na fase em que o produto derivado de recursos genéticos for, de fato, para o mercado.


Hoje, os pesquisadores têm que apresentar toda a documentação no início do processo. O esforço burocrático, entretanto, muitas vezes é desperdiçado, porque 95% de todo o trabalho de bioprospecção (projeção sobre potencial dos recursos) não resultam em produtos que podem ser comercializados.


Em pelo menos outros dois pontos da proposta, o grupo de técnicos dos seis ministérios envolvidos ainda não encontrou consenso. Um deles trata da tarifação dos benefícios oriundos do uso da biodiversidade. A lei precisa prever um retorno, em porcentagem de ganhos, para o provedor do recurso, que pode ser tanto a União, no caso de moléculas encontradas em unidades de conservação, quando proprietários de áreas particulares. Outro aspecto polêmico é o tipo de punição que deve ser aplicado em caso de descumprimento.


Depois que técnicos dos ministérios da Saúde, do Meio Ambiente, da Ciência, Tecnologia e Inovação, da Agricultura, do Comércio Exterior e das Relações Exteriores finalizarem a proposta, o texto será encaminhado para análise da Casa Civil. Só então será encaminhado para apreciação do Congresso Nacional.

(Com informações da Agência Brasil)
 Fonte: ANPEI

Captação de energia solar com nanoestruturas que reproduzem o negrume de asas de borboletas

Algumas borboletas apresentam asas pretas que podem coletar energia solar com uma eficiência impressionante. A energia luminosa coletada pode ser transformada em energia térmica para o aquecimento da borboleta, podendo assim mantê-la metabolicamente ativa mesmo sob tempo frio. É o caso da Papilio helenus, apresentada na figura abaixo.

Papilio helenus

Em um trabalho apresentado em encontro recente da American Chemical Society, o pesquisador Tongxiang Fan, Ph.D. entrou no rol de cientistas que se inspiraram em exemplos da natureza para desenvolver dispositivos nanotecnológicos. Este tipo de inspiração  já rendeu frutos interessantes em diversas áreas, como este próprio blog já discutiu anteriormente. No caso das asas de borboleta, os cientistas observaram que a presença de melanina, um pigmento presente em diversos organismos - inclusive no nosso - não era a única responsável pela alta eficiência de coleta de energia solar pela asa. Um aspecto micro- e nanoestrutural das asas ajudava, e muito, nesta tarefa: a presença de escamas dotadas de canais que absorvem luz intensamente. A nanoestrutura destes canais faz com que a luz visível e outras ondas de comprimentos superiores sejam intensamente absorvidas. Além disso, nas bordas dos conjuntos de canais estão localizados refletores paralelos que ajudam a "guiar" a luz para dentro dos canais! A imagem abaixo mostra a estrutura microscópica da superfície da asa da borboleta Papilio helenus. Repare o negrume profundo de suas asas.

Crédito: American Chemical Society

Os cientistas usaram o que aprenderam com as borboletas para produzir células de captação solar, no estilo das anteriormente discutidas aqui, utilizando dióxido de titânio e platina nanoestruturados de maneira semelhante à encontrada nas asas. Resultado? A eficiência do aproveitamento da energia solar dobrou em relação ao material convencional!

Nanotecnologia verde: vermiculita com nanopartículas superparamagnéticas para a remoção de petróleo do meio ambiente

A vermiculita é um mineral da família das micas, composto por uma mistura de silicatos, principalmente os de ferro, de alumínio e de cálcio. Quando este mineral é expandido e hidrofobizado - quando passa por um processo que o deixa com o aspecto microscópico de uma esponja e com maior afinidade por materiais hidrofóbicos -, pode ser usado para reter petróleo. A vermiculita expandida hidrofóbica pode acumular quantidades de petróleo equivalentes a cerca de 4 vezes a sua própria massa (!).

Fonte: //tvufg.org.br/eiseliganaufg/?p=107 

Com isso, caro leitor, já seria possível especular qual seria a aplicação deste material no ramo de tecnologias verdes. A remoção de petróleo derramado no meio ambiente, por exemplo, é uma potencial aplicação da vermiculita.
Mas o que tem a ver a vermiculita com a nanotecnologia? Pois bem, pesquisadores brasileiros vêm incorporando nanotecnologia à vermiculita para aumentar o seu potencial para a remoção de petróleo de rios e mares. Particularmente, nanopartículas superparamagnéticas baseadas em óxidos de ferro e incorporadas a este mineral têm propiciado a remoção da vermiculita carregada de petróleo com o uso de ímãs!
Veja no vídeo abaixo uma demonstração em laboratório.

Descrição do vídeo: em um béquer, uma pequena quantidade de petróleo foi vertida sobre água. Logo após, vermiculita expandida hidrofóbica contendo nanopartículas superparamagnéticas é despejada sobre o petróleo. O petróleo é absorvido rapidamente pelo mineral. Na sequência, com um ímã, a vermiculita e o petróleo são quase totalmente removidos da superfície da água.

Planejamento verde. A nanotecnologia está por dentro.

Uma das maiores discussões em nanotecnologia envolve a probabilidade de que nanoestruturas causem danos ao meio ambiente. Essa discussão é pertinente? Sim, sem dúvida. Aliás, esse tipo de discussão deve ser uma parte importante e constantemente ventilada em todos os projetos de desenvolvimento de novos produtos ou processos, sejam estes nanotecnológicos ou não. A nanotecnologia não oferece riscos ambientais que sejam, em importância ou gravidade, muito diferentes dos que são observados em áreas tecnológicas clássicas, tais como a mineração ou a agricultura. E assim como é possível, por exemplo, produzir agroprodutos de maneira sustentável e minimamente agressiva ao meio ambiente, assim também as nanoestruturas podem e devem ser planejadas de maneira que sejam inócuas ao meio ambiente. Planejamento verde. A nanotecnologia está por dentro.

Existem nanoestruturas de ocorrência natural que variam desde extremamente letais até extremamente essenciais à nossa vida ou à harmonia ecológica. Exemplos não faltam. O ebolavírus é um nanotubo com diâmetro de cerca de 70 nm e comprimento de alguns micrometros. Esta nanoestrutura (não nanotecnológica, veja aqui) é responsável pela febre hemorrágica ebola, uma das doenças mais letais de que se tem conhecimento, podendo matar o indivíduo infectado entre 1 e 10 dias após o surgimento dos primeiros sintomas. Na outra mão temos os anticorpos, mais um exemplo de nanoestrutura de ocorrência natural. Com cerca de apenas 15 nm de diâmetro, estas maravilhosas nanoestruturas são produzidas aos quinquilhões pelo nosso organismo, durante nossa vida toda. Elas não só não são tóxicas ao organismo que as produz (salvo raras exceções que são observadas em doenças envolvendo o sistema imunitário), mas sim essenciais à sobrevivência deste num ambiente com tantos e tão diferentes agentes patológicos querendo aproveitar as moléculas do organismo invadido para fomentar sua replicação e sobrevivência.

Anticorpo (esquerda) e ebola vírus (dezenas deles, à direita, como vistos ao microscópio eletrônico de varredura). Duas nanoestruturas de ocorrência natural: o bem e o mal do mundo nano, sob o prisma humano, claro. Podemos nanoprojetar maravilhas inócuas ao meio ambiente, basta planejar.

Estes exemplos mostram que, como no mundo macro, existem extremos no nanomundo. A nanotecnologia não é, portanto, um monstro nem um anjo. Os nanotecnólogos, sabendo disso, estão preocupados em tornar suas criações inócuas ao meio ambiente e ao usuário final. Isso pode ser observado em um recente trabalho publicado no periódico da American Chemical Society Nano (T. Xia et al., ACS Nano (2011), doi: 10.1021/nn1028482).
Neste trabalho cientistas estadunidenses e alemães demonstram que, pelo planejamento racional, é possível tornar uma nanoestrutura muito menos agressiva ao meio ambiente em relação ao que seria esperado de outra forma. Eles estudaram as nanopartículas de óxido de zinco (ZnO).

Protetor solar com nanopartículas de óxido de zinco.

E não por acaso estas foram escolhidas. O ZnO nanoparticulado é usado em vários cosméticos atualmente, especialmente naqueles destinados à fotoproteção. O problema é que a dissolução desta nanopartícula libera o cátion de zinco (Zn²⁺), um agente que interfere com diversas vias biológicas, sendo assim potencialmente danoso ao meio ambiente. Os cientistas viram que a solução deste problema deveria residir no "aprisionamento" dos átomos de zinco na nanopartícula. O que eles fizeram foi acrescentar ferro à estrutura cristalina do ZnO, reduzindo assim a dissolução desta em meio aquoso. Os átomos de ferro fazem com que a liberação de Zn²⁺ seja extremamente reduzida em relação à nanopartícula de ZnO puro. Assim, conforme observado pelos estudiosos, com esta modificação a toxicidade foi drasticamente reduzida e de maneira dependente da quantidade de ferro adicionada à nanopartícula.