Um estudo recente publicado em Relatórios científicos explora a dupla funcionalidade de sílica baseada nanocompósitos em aplicações antimicrobianas e fotocatalíticas.
Os pesquisadores investigaram como esses materiais híbridos poderiam abordar a resistência microbiana e, ao mesmo tempo, combater a contaminação ambiental, demonstrando seu potencial para melhorar a eficácia e a segurança dos tratamentos existentes. O estudo concentrou-se em sintetizar e caracterizar a sílica cristalina (C-SIO2), Silver-sílica (Ag-Sio2) e óxido de zinco-sílica (ZnO-Sio2) usando métodos ecológicos.
Fundo
A resistência antimicrobiana é um desafio crescente de saúde pública, com terapias convencionais geralmente se mostrando ineficazes contra cepas bacterianas resistentes. Ao mesmo tempo, a rápida industrialização e urbanização contribuem para aumentar a poluição ambiental, destacando a necessidade de materiais que possam eliminar patógenos e degradar poluentes com eficiência. Enquanto os materiais fotocatalíticos mostram promissores em aplicações antimicrobianas, eles enfrentam limitações como baixa eficácia sob luz visível, toxicidade potencial e viabilidade econômica. Isso ressalta a demanda por nanocompósitos avançados que oferecem maior eficiência no tratamento microbiano, apoiando a remediação ambiental.
Nanocompósitos híbridos como C-SIO2ZnO-SIO2e ag-sio2 Mix as propriedades vantajosas de óxidos metálicos, semicondutores e sílica, tornando -os particularmente eficazes para funções antimicrobianas e fotocatalíticas. Seus efeitos antibacterianos resultam principalmente de geração reativa de espécies de oxigênio (ROS), liberação de íons metálicos e interações eletrostáticas. No entanto, os mecanismos precisos permanecem parcialmente entendidos, necessitando de uma investigação mais aprofundada sobre seu desempenho comparativo e multifuncionalidade.
O estudo atual
Para desenvolver esses nanocompósitos, os pesquisadores utilizaram técnicas de síntese verde com precursores naturais. Casca de arroz serviu de matéria-prima para C-SIO2 nanopartículaspassando por limpeza, secagem ao ar e combustão a altas temperaturas em um ambiente controlado para produzir cinzas de casca de arroz. Os extratos de chá verde e aloe vera atuaram como agentes reduzidos e estabilizadores na síntese de ag-sio2 e ZnO-Sio2 nanocompósitos.
Várias técnicas analíticas foram empregadas para caracterizar os materiais sintetizados. As características de absorção de luz medidas por espectroscopia visível por UV-visível, a difração de raios-X (DRX) identificaram as fases cristalinas e a espectroscopia infravermelha de transformação de Fourier (FTIR) confirmaram a presença de grupos funcionais, indicando formação de materials bem-sucedida. A microscopia eletrônica de varredura (SEM) forneceu informações sobre a morfologia e tamanho das partículas.
Para avaliar a eficácia antimicrobiana, os pesquisadores realizaram testes de difusão de disco contra bactérias patogênicas, incluindo cepas gram-positivas e gram-negativas. Isso envolveu a preparação de suspensões bacterianas, as planturas em ágar nutrientes e a aplicação de discos com infusão de nanocompósitos para medir as zonas de inibição.
Resultados e discussão
A espectroscopia visível por UV revelou picos de absorção distintos para C-SIO2 Nanopartículas na faixa de 200 a 300 nm, confirmando a síntese bem-sucedida de Sio de alta pureza2Materiais baseados em base. A ausência de picos significativos no espectro visível indicou impurezas mínimas, reforçando a integridade da amostra. As propriedades ópticas foram analisadas posteriormente usando as parcelas de Tauc para determinar o hole óptico de banda, um fator essential em aplicações fotocatalíticas.
A análise do FTIR validou a formação de nanocompósitos através de grupos funcionais característicos, enquanto os perfis de DRX alinhados com cartões JCPDs padrão, confirmando sua natureza cristalina.
Em testes antimicrobianos, ag-sio2 e ZnO-Sio2 Nanocompósitos exibiram forte inibição contra E. coli e Staphylococcus aureuscom taxas de inibição de aproximadamente 80 % e 88 %, respectivamente. A eficiência fotocatalítica desses materiais foi avaliada através da degradação de corantes sintéticos, com o ZnO-Sio2 A obtenção de uma taxa de degradação de 75 % para a n-nitroanilina, destacando sua eficácia na remediação de poluentes. Esses resultados sugerem que a integração de óxido de prata e zinco em matrizes de sílica aumenta significativamente o desempenho antibacteriano e fotocatalítico.
Apesar dessas descobertas promissoras, o estudo identificou certos desafios. A estabilidade a longo prazo continua sendo uma preocupação, pois a exposição prolongada à luz e a ERO pode afetar a integridade e a eficácia estruturais. Além disso, a escalabilidade e a manutenção de tamanhos uniformes de partículas na produção em larga escala requerem refinamento adicional.
Conclusão
Este estudo ressalta o potencial multifuncional do C-SIO2Ag-sio2e ZnO-Sio2 Nanocompósitos, sintetizados usando métodos verdes sustentáveis. Suas fortes propriedades antimicrobianas e fotocatalíticas os posicionam como alternativas viáveis aos tratamentos convencionais, abordando a resistência microbiana e a poluição ambiental. Com reutilização promissora e atividade antioxidante, esses materiais híbridos têm potencial significativo para remediação ambiental e aplicações biomédicas.
Pesquisas futuras devem se concentrar no aumento da estabilidade e escalabilidade desses nanocompósitos, otimizando suas propriedades para aplicações mais amplas na saúde world e na sustentabilidade ambiental.
Referência do diário
Ali A., Ali SR, et al. (2025). Estudo comparativo de sílica e nanocompósitos de ZnO e Ag decorados de sílica para aplicações antimicrobianas e fotocatalíticas. Relatórios científicos 15, 5010. Doi: 10.1038/s41598-025-89812-5, https://www.nature.com/articles/s41598-025-89812-5