Catalisadores nanobioplasmônicos: uma nova abordagem para o controle da seletividade direcionada pela luz em reações one-pot

Resumo

Embora a catálise plasmônica tenha potencial aplicação para solucionar limitações da catálise heterogênea e fotocatálise clássica, o controle de seletividade e atividade nestas transformações é ainda um grande desafio. A combinação das propriedades dos nanocatalisadores com as dos biocatalisadores pode ajudar a superar tais limitações e gerar novas funcionalidades. Dessa forma, a proposta desse trabalho é desenvolver um material robusto com propriedades programáveis pelo estímulo da excitação da ressonância plasmônica de superfície (SPR) em um sistema one-pot de reações. Em uma demonstração desse conceito, nanopartículas de ouro (Au NPs) funcionalizadas com enzimas será utilizada como um sistema bionanoplasmônico modelo. Sob a excitação SPR, a catálise dirigida pelas Au NPs será a predominante ao passo que na ausência de luz a catálise preferencial será a realizada pela enzima. Os catalisadores nanobioplasmônicos serão preparados com as Au NPs e enzimas lipase (Au NPs@lipase) para a catálise de compostos aromáticos nitrados com grande interesse no setor industrial e também com a enzima superóxido dismutase (Au NPs@SOD) para a catálise de espécies oxigenadas reativas (ROS) por ter grande impacto na regulação celular. Portanto, o projeto irá contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias inteligentes para superar limitações de seletividade e atividade em processos catalíticos que ainda são um grande desafio no campo da nanocatálise. Além disso, o catalisador nanobioplasmônico com dupla função catalítica abrange um campo de aplicação ainda maior, podendo impactar as áreas da química verde, biocatálise e nanocatálise.