Síntese verde fácil in situ de Ag

Jun 02, 2024

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 15359 (2022) Citar este artigo

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Neste trabalho, nanocompósitos Ag-ZnO foram preparados por uma rota de síntese verde utilizando extrato aquoso de folhas de Tetradenia madura e investigados quanto à atividade antibacteriana contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Para otimizar a síntese do Ag-ZnO, foram estudados os efeitos das concentrações do precursor, pH e temperaturas. Os nanocompósitos Ag-ZnO foram caracterizados por DRX, ATR-FTIR, FESEM e TEM. Os resultados mostram que a concentração de 8% Ag, a temperatura de 80 ° C e um pH de 7–8 foram ideais para a síntese de nanocompósitos Ag-ZnO. A análise de XRD mostrou a diminuição no tamanho das partículas de Ag –ZnO de 23,6 para 14,8 nm com um aumento nas concentrações de Ag, o que foi ainda apoiado pela análise FESEM. A imagem TEM de 8% Ag fornece mais informações sobre a coexistência de Ag em ZnO, onde foi determinado um tamanho médio de partícula de 14,8 nm. A análise ATR-FTIR confirmou a presença de compostos fenólicos, que atuam como agentes redutores e estabilizantes. Os resultados da atividade antimicrobiana mostram que o nanocompósito Ag-ZnO demonstrou maior potência antimicrobiana em E. coli do que em S. aureus. Portanto, o extrato de folhas de Tetradenia madura é uma rota viável para a síntese de nanocompósitos Ag-ZnO para serem utilizados em diversas aplicações, incluindo desinfecção de água.

Os objectivos de desenvolvimento sustentável (ODS 2030) consagram através do objectivo seis uma declaração de que a água potável e o saneamento são fundamentais para o desenvolvimento humano1. Isto ocorre porque as infecções transmitidas pela água causadas por microrganismos são uma das principais causas de morte em todo o mundo2,3. Portanto, a necessidade de encontrar tecnologias acessíveis, eficientes, versáteis e sustentáveis ​​para controlar e eliminar micróbios da água potável é inevitável3. A implementação de tecnologias de desinfecção de água para eliminar patógenos em sistemas de tratamento de água centralizados e alguns descentralizados é alcançada através de métodos convencionais que incluem cloração, ozonização e tratamento ultravioleta3,4. Contudo, a cloração é limitada pela formação de subprodutos tóxicos, enquanto a ozonização e o ultravioleta não oferecem proteção contra a recontaminação nos sistemas de distribuição4,5. Portanto, isso requer a implantação de tecnologias alternativas de tratamento.

Nos últimos anos, a nanotecnologia através de nanomateriais emergiu como uma ferramenta eficaz e versátil para a desinfecção da água através da sua capacidade de lidar com patógenos resistentes. Normalmente, os micróbios adaptam-se à resistência aos medicamentos, protegendo-se contra todas as probabilidades e sofrendo mutações para lhes permitir sobreviver e reproduzir-se mesmo em ambientes adversos6. Os nanomateriais têm sido estudados como uma solução potencial para os desafios da desinfecção da água4,7 porque os patógenos têm dificuldade em adquirir resistência às nanopartículas que têm como alvo múltiplos componentes bacterianos, em comparação com o uso de materiais a granel durante técnicas de tratamento convencionais. A aplicação do metal prata como agente antimicrobiano está documentada desde a antiguidade8. Desde o século XIX, os íons de prata têm sido associados a efeitos bactericidas9. Recentemente, a prevalência da resistência aos antibióticos tem aumentado, portanto, o uso da prata como desinfetante é inevitável. A prata é agora utilizada em produtos de consumo como têxteis, cosméticos e instrumentos médicos10,11,12 na forma de nanopartículas, que são preparadas pela redução química de sais de prata13. Além disso, estudos documentaram o seu potencial na desinfecção de águas14,15,16,17. Portanto, a prata é um candidato fascinante e promissor a ser explorado devido às suas capacidades inibitórias e antibacterianas entre diversas nanopartículas metálicas6,18. No entanto, as nanopartículas de prata podem agregar-se quando o seu tamanho é muito reduzido, o que limita as suas propriedades químicas e antimicrobianas. Portanto, para enfrentar esse desafio, a prata pode ser coberta com polímeros para produzir nanocompósitos poliméricos6,18 ou com uma camada de óxido metálico, como óxido de magnésio, óxido de cálcio e óxido de zinco, para formar um formato núcleo-invólucro que proporciona um alto área de superfície6. Além disso, quando os nanomateriais são sinergizados, podem ser produzidos nanocompósitos híbridos que são mais poderosos do que as nanopartículas individuais; espera-se que estes combinem as propriedades dos elementos constituintes19.