Síntese e imobilização de nanopartículas de ouro em fibras regeneradas via exaustão para potencial aplicação biomédica

The advancement of nanotechnology in the synthesis and characterisation of nanoparticles (NP's) has played an important role in the development of new technologies for various applications of nano-scale materials that have unique properties. The scientific development in the last decades in the field of nanotechnology has sought ceaselessly, the discovery of new materials for the most diverse applications, such as biomedical areas, chemical, optical, mechanical and textiles. The high bactericidal efficiency of metallic nanoparticles (Au and Ag), among other metals is well known, due to its ability to act in the DNA of fungi, viruses and bacteria, interrupting the process of cellular respiration, making them important means of study, in addition to its ability to protect UVA and UVB. The present work has as its main objective the implementation of an innovative method in the impregnation of nanoparticles of gold in textile substrate, functionalized with chitosan, by a dyeing process by exhaustion, with the control of temperature, time and velocity, thus obtaining microbial characteristics and UV protection. The exhausted substrates with colloidal solutions of NPAu's presented the colours, lilac and red (soybean knits) due to their surface plasmon peak around 520-540 nm. The NPAu's were synthesized chemically, using sodium citrate as a reducing agent and stabilizer. The material was previously cationised with chitosan, a natural polyelectrolyte, with the purpose of functionalising it to enhance the adsorption of colloid, at concentrations of 5, 7, 10 and 20 % of the bonding agent on the weight of the material (OWM). It was also observed, through an experimental design 23 , with 3 central points, which was the best process of exhaustion of the substrates, using the following factors: Time (min.), temperature (OC) and concentration of the colloid (%), having as a response to variable K/S (ABSORBÂNCIA/ Kubelka-Munk) of the fibres. Furthermore, it was evidenced as the best response, the following parameters: concentration 100%, temperature 70 ºC and time 30 minutes. The substrate with NPAu was characterised by XRD; thermal analysis using TGA; microstructural study using SEM/EDS and STEM, thus showing the NP on the surface of the substrate confirming the presence of the metal. The substrates showed higher washing fastness, antibacterial properties and UV radiation protection.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O avanço nanotecnológico na síntese e caracterização de nanopartículas (NP´s) tem protagonizado o desenvolvimento de novas tecnologias para diversas aplicações de materiais em escala nanométrica que apresentam propriedades especificas. O desenvolvimento científico nas últimas décadas na área de nanotecnologia tem protagonizado a descoberta de novos materiais para as mais diversas aplicações, em áreas como: biomédicas, química, óptica, mecânica e têxtil. A alta eficiência bactericida de nanopartículas metálicas (Au e Ag), dentre outros metais é bastante conhecida, devido a sua capacidade de agir no DNA de fungos, vírus e bactérias, interrompendo o processo de respiração celular, tornando-os importantes meios de estudo, além de sua capacidade de proteção UVA e UVB. Este trabalho tem como objetivo principal a aplicação de um método inovador na impregnação de nanopartículas de ouro em substrato têxtil, funcionalizado com quitosana, pelo processo de tingimento via exaustão, com controle de temperatura, tempo e velocidade e obtenção de características antimicrobianas e proteção UV. Os substratos esgotados com soluções coloidais de NPAu´s apresentaram coloração lilás e avermelhada (em malha de soja) devido a sua superfície de plasmon no pico em torno de 520-540 nm. As NPAu´s foram sintetizadas via síntese química, usando o citrato de sódio como agente redutor e estabilizador. O material foi previamente cationizado com quitosana, um polieletrólito natural, com a finalidade de funcionalizá-lo para potencializar a adsorção das NPAu, sendo usadas concentrações de 5, 7, 10 e 20 % de ligante sobre o peso do material (SPM). Verificou-se também, através de um planejamento experimental 23 , com 3 pontos centrais, qual era o melhor processo de esgotamento dos substratos, utilizando os fatores: tempo (min.), temperatura (ºC) e concentração do coloide (%), tendo como resposta a variável força colorística - K/S (KubelkaMunk) das fibras. Foram evidenciadas como melhores respostas os parâmetros: concentração e temperatura. O substrato com NPAu foi caracterizado por DRX; Análise térmica, via TGA; microestrutural via MEV/EDS evidenciando as NP na superfície do substrato e presença de ouro (Au). Observou-se também que os substratos funcionalizados com NPAu possuem boa solidez a lavagem, fator de classificação UPF de +50, considerado excelente e propriedade bactericida de 98,22% para staphylococcus aureus e 96,45% para klebsiella pneumoniae, comprovando que o tecido multifuncional desenvolvido, possui grande potencial de aplicação na área biomédica