Apoio técnico no estudo e desenvolvimento de suspensões coloidais a partir de nanopartículas de TiO2 e ZnO obtidas por moagem de alta energia para aplicações como aditivos com ação bactericida e absorção UV no setor do agronegócio e tintas

• Processo: 09/15900-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2009
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2010
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: José Fernando Ribeiro de Castro
• Beneficiário: Cynthia Regina Ferrari
• Vinculado ao auxílio: 05/59945-8 - Produção de ligas nanocristalinas formadoras de hidretos metálicos para aplicações em tanques armazenadores de hidrogênio, baterias recarregáveis e sensores para detecção de hidrogênio, AP.PIPE
• Assunto(s): Nanotecnologia Nanopartículas Anti-infecciosos Bactericidas Aditivos Dióxido de titânio Óxido de zinco
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Absorção UV | Aditivo | bactericída | Nanopartículas | TiO2 | ZnO | Nanotecnologia

Resumo

O estudo e o desenvolvimento a partir da nanotecnologia dos óxidos de zinco e titânio tem apresentado grande interesse tanto na forma de filmes nanoestruturados como na forma de pó, por apresentarem importantes propriedades de ação bactericida e absorção de raios ultra violeta (UV). O mecanismo de atuação do TiO2 como um agente bactericida ocorre pela atuação da chamada fotocatálise heterogênea que utiliza a radiação UV para aumento da eficiência de desinfecção. O processo envolve a geração de radicais hidroxila (OH*) na superfície do catalizador (TiO2) pela ação da radiação UV. Os radicais hidroxila gerados atacam a superfície microbiana, danificando componentes importantes das células, como o DNA. Entretanto, para que a degradação microbiana ocorra, o microorganismo deve estar em contato com a superfície do catalisador. A própria radiação UV (200-290 nm) é um agente bactericida comumente utilizado em tratamentos de água e ar. Entretanto, a radiação UV não elimina a massa microbiana após a sua inativação. A ação da fotocatálise heterogênea combina dois mecanimos sinergéticos: pelo efeito da radiação UV e pelos sítios altamente oxidantes formados na superfície do catalisador, de modo que pode ocorrer a mineralização completa dos microorganismos resultando como produtos da reação o CO2 e H2O. Exemplo importante da aplicação de absorção de raios UV é encontrada nos filtros solares em que tanto o óxido de zinco como o dióxido de titânio propiciam proteção contra esta radiação (UVA e UVB). A ação combinada de ambos é utilizada uma vez que cada composto absorve em faixas de comprimentos de onda diferentes, resultando em proteção em larga escala de comprimentos de onda. Outro grande potencial de aplicação destas nanopartículas ainda pouco explorado é quanto a preservação fotocatalítica e anti-microbiana de extratos inseticidas naturais. Os inseticidas naturais constituem como uma opção e/ou complemento ao controle pragas, reduzindo ou eliminando o uso de agrotóxicos sintéticos. Entretanto, estudos preliminares realizados pela empresa PDA Inovações vêm demonstrando pouca estabilidade dos produtos quando armazenados devido ação microbiana. Visando a inativação dos microrganismos e aumentando assim o tempo de vida útil destes produtos, foram realizados testes em extratos naturais da Azadirachta indica (Neem) que é um inseticida natural, utilizando nanopartículas de TiO2. Como resultado, foi observado que para o óleo isento de nanopartículas de TiO2 a taxa de degradação 4,1 vezes mais rápido que no óleo contendo nanopartículas de TiO2 indicando a ocorrência de degradação de origem microbiana mais a irradiação de luz. A Empresa MH NANO desenvolveu uma metodologia de preparação de nanopartículas através de moagem de alta energia e possui um estudo e caracterização detalhados do processo de síntese de nanopartículas de ZnO e TiO2. Neste contexto, a motivação deste projeto é o desenvolvimento de um aditivo a base de nanopartículas aditivadas para serem testadas quanto à sua atividade anti-microbiana e de absorção de UV em produtos nos setores mercado do agronegócio e tintas. Testes deste novo aditivo em tintas serigráficas e em pesticidas naturais estão sendo programados por meio de parcerias com as Empresas TEC-SCREEN de tintas e a PDA Inovações de pesticidas naturais. (AU)