Apresentao do PowerPoint

Nanotecnologia verde (Green nanotechnology)

Seminrio apresentado para adisciplina de Qumica Ambiental

Professora IsabelAluno Thiago Ribeiro

Rio de Janeiro, 22 de Setembro de 2015

O que nano?

O que nano?

Um pouco de histria- 3,5 bilhes de anos atrs As primeiras clulas vivas aparecem. As clulas possuem biomquinas nanomtricas.

Um pouco de histria- Sculo IV A.C. Clice de Lycurgus. Feito de vidro e impregnado com nanopartculas de ouro. Verde quando reflete a luz (como a luz do sol) e vermelho quando transmite a luz (fonte dentro do clice).

Um pouco de histria- 1905 Albert Einstein publica um artigo onde estima que o dimetro de uma molcula de acar de cerca de um nanmetro.

- 1931 Foi desenvolvido o microscpio eletrnico (Trasmisso, Varredura e Tunelamento).

Um pouco de histria- 1959 O fsico Richard Feynman em uma palestra intitulada "H mais espaos l embaixo", sugeriu a manipulao dos tomos comoforma de construir novos materiais.

O que possvel fazer?

O que possvel fazer?

- Efeitos Qunticos: Sntese em nanoescala permite mudar propriedadesmicro e macro dos materiais sem mudar composies qumicas (Fsica Newtoniana Mecnica Quntica). Podem ter novas propriedades, como condutividade eltrica, elasticidade, maior resistncia, cor diferente e maior reatividade. Ex: nanotubos.Por que a nanoescala to importante?

- rea de Superfcie: Componentes na nanoescala possuem rea de superfcie muito maior com relao ao volume; ideal para uso em materiais compsitos, sistemas reatores, medicamentos e armazenamento de energia. Ex: nanocatalizador (Mais reativos, mais superfcie de contato).Por que a nanoescala to importante?

Por que a nanoescala to importante?

Mas..

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculas- Os nanotubos de carbono so considerados potencialmente txicos, devido sua semelhana com amianto e fibras cancergenas. Espera-se que sejam biologicamente persistentes no corpo.

- H tambm as nanopartculas magnticas, que so amplamente utilizadas (por exemplo, na remediao de guas contaminadas). Sob a forma de SPIONs (xido de ferro superparamagntico) so txicas, pois tm a capacidade de agregar devido sua forma e tamanho.

Fonte: Roy, Nidhija, et al. "Green synthesis of silver nanoparticles: an approach to overcome toxicity." Environmental toxicology and pharmacology 36.3 (2013): 807-812.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculas- Em ambiente aqutico:

- A aglomerao, agregao e precipitao de nanopartculas na gua do mar resultaria na deposio das nanopartculas sobre biofilmes de sedimentos, talvez com subsequente acumulao nos sedimentos e exposio aos organismos.Fonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculas- Em ambiente aqutico:

- Os microrganismos so de grande importncia ambiental, porque eles so a base dos ecossistemas aquticos e prestam servios ambientais fundamentais que vo desde a produtividade primria ciclagem de nutrientes e decomposio de resduos. Consequentemente, a compreenso da toxicidade das nanopartculas aos micrbios um bom indicador dos impactos das nanopartculas ao meio ambiente.Fonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=25655.php

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculas- Em ambiente terrestre:

- Foi relatada a toxicidade de nanopartculas de alumnio no crescimento das razes de cinco espcies de plantas (repolho, cenoura, milho, pepino e soja) expostas a suspenses aquosas das nanopartculas de alumnio, mas apenas em concentraes elevadas (2.000 mg/L).Fonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Estudos sobre biodisponibilidade e toxicidade de nanopartculasFonte: Klaine, Stephen J., et al. "Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects." Environmental Toxicology and Chemistry 27.9 (2008): 1825-1851.

Avaliao do ciclo de vida

Fonte: Dahl, Jennifer A., Bettye LS Maddux, and James E. Hutchison. "Toward greener nanosynthesis." Chemical reviews 107.6 (2007): 2228-2269.

Sntese de nanopartculas

Fonte: Duan, Haohong, Dingsheng Wang, and Yadong Li. "Green chemistry for nanoparticle synthesis." Chemical Society Reviews (2015).Sntese de nanopartculas

- Muitas das preparaes dos blocos de construo da nanotecnologia envolve produtos qumicos perigosos, baixos graus de converso, altos requisitos de energia e difcil purificao dos seus resduos.

- Algum progresso em direo a sntese verde de nanopartculas j foi feito. Por exemplo, uma sntese mais eficiente e menos txica de nanopartculas metlicas tem sido desenvolvida, produzindo uma maior quantidade de nanopartculas, em menos tempo, sob condies mais suaves, utilizando reagentes menos perigosos do que a preparao tradicional.

- Nanopartculas metlicas foram sintetizadas utilizando plantas e microrganismos vivos.Sntese de nanopartculasFonte: Rai, Mahendra. "Nanobiotecnologia verde: biossnteses de nanopartculas metlicas e suas aplicaes como nanoantimicrobianos." Cincia e Cultura 65.3 (2013): 44-48.

- A via de sntese biolgica tem sido efetuada, sobretudo, atravs do uso de bactrias, fungos, plantas e cianobactrias. Existem muitos relatos de micossnteses (sntese via fungos) de nanopartculas metlicas usando diferentes espcies. Muitas plantas tm sido usadas para a sntese de nanopartculas.

- O mtodo de fitossntese (sntese via plantas) rpido, ecologicamente correto e rentvel, com processamento downstream mais fcil que a micossntese. Quando comparada fitossntese, a micossntese mais demorada e a biomassa difcil de ser processada.

- Portanto, a fitossntese chama muito a ateno de pesquisadores de todo o mundo. So trs fatores chaves na sntese dessas nanopartculas metlicas: o agente redutor, o meio de reao e o agente estabilizador. Geralmente, nanopartculas biosintetizadas possuem forma esfricas.Sntese verde de nanopartculasFonte: Rai, Mahendra. "Nanobiotecnologia verde: biossnteses de nanopartculas metlicas e suas aplicaes como nanoantimicrobianos." Cincia e Cultura 65.3 (2013): 44-48.

- Sntese verde a partir de extrato de plantas a tcnica mais simples de sintetizar nanopartculas. As plantas produzem biomolculas funcionais que reduzem ativamente ons metlicos. Alm disso, atuam como agentes protetores e estabilizadores das nanopartculas. Alguns exemplos de sntese de nanopartculas de prata utilizando extratos de folhas incluem o uso de alfafa, folhas de gernio, Aloe vera (babosa), etc.

- Interessantemente, todas as partes das plantas podem ser usadas de modo eficiente para sintetizar nanopartculas, como as folhas, caules, sementes, frutos, latex, etc. A biomassa morta e seca da planta tambm pode ser usada para a sntese bem sucedida de nanopartculas.Sntese verde de nanopartculasFonte: Rai, Mahendra. "Nanobiotecnologia verde: biossnteses de nanopartculas metlicas e suas aplicaes como nanoantimicrobianos." Cincia e Cultura 65.3 (2013): 44-48.

El-Sheikh, M. A., et al. "Green synthesis of hydroxyethyl cellulose-stabilized silver nanoparticles." Journal of Polymers 2013 (2013).

Metanal (Formaldedo)Agente redutor na sntese de nanopartculas de prata

Hidroxietilcelulose HEC(Polissacardeo natural)

Sntese verde de nanopartculas

El-Sheikh, M. A., et al. "Green synthesis of hydroxyethyl cellulose-stabilized silver nanoparticles." Journal of Polymers 2013 (2013).

Wavelength 390420 which is the formation of silver nanoparticlesSntese verde de nanopartculas

Muito obrigado!!!