Uma olhada nas nanopartículas

As nanopartículas, as minúsculas maravilhas da ciência moderna, estão causando um grande impacto em vários setores. Mas o que exatamente são nanopartículas? São materiais com pelo menos uma dimensão variando de 1 a 100 nanômetros de comprimento. Para colocar isso em perspectiva, uma nanopartícula é cerca de 100 vezes menor que uma célula média do seu corpo. Desde moléculas simples como a glicose até nanomateriais na faixa de 1 a 100 nanômetros, as nanopartículas abrangem uma vasta gama de materiais.

Quais são algumas aplicações das nanopartículas?

As nanopartículas possuem propriedades únicas em comparação com suas contrapartes em escala macro ou micro. Sua enorme área de superfície os torna altamente reativos, levando a avanços em:

• Conversores catalíticos: Reduzir as emissões dos automóveis aumentando a eficiência da reação.
  
• Entrega de drogas: Visando tecidos específicos para tratamentos menos invasivos e mais eficazes, por exemplo, tratamentos de câncer. As nanopartículas funcionalizadas permitem que os medicamentos sejam administrados diretamente aos tecidos afetados, minimizando os efeitos colaterais e reduzindo os custos.
  
• Tecnologias ópticas: Criando cores vibrantes e melhorando a manipulação da luz. Essas propriedades únicas encontram aplicações em tecnologias como espectroscopia Raman de superfície aprimorada.
  
• Materiais superfortes: Os nanotubos de carbono, entre os nanomateriais mais famosos, apresentam resistência excepcional devido à sua alta proporção e fortes ligações covalentes. Eles superam outros materiais por uma margem significativa, tornando-os inestimáveis ​​em vários setores.

Classificações de Nanopartículas

Devido às variações na morfologia, tamanho e propriedades químicas, as nanopartículas (NPs) podem ser classificadas em categorias distintas. Aqui está uma olhada em algumas classes proeminentes com base nessas características físicas e químicas:

NPs baseados em carbono

• Fulerenos e nanotubos de carbono (CNTs) são classes principais.
• Fulerenos são gaiolas globulares ocas feitas de carbono.
• CNTs são estruturas tubulares alongadas.
• Os CNTs podem ser metálicos ou semicondutores.
• As aplicações incluem condutividade elétrica, resistência e versatilidade.

NPs metálicos

• Feito exclusivamente de precursores de metal.
• Possuem propriedades optoelétricas únicas devido à ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR).
• NPs de ouro são usados ​​para aprimoramento de amostragem SEM.
• As aplicações incluem propriedades ópticas avançadas e aprimoramento de fluxo eletrônico.

NPs de cerâmica

• Sólidos inorgânicos não metálicos sintetizados por meio de calor e resfriamento.
• Disponível em várias formas: amorfa, policristalina, densa, porosa ou oca.
• As aplicações incluem catálise, fotocatálise e imagem.

NPs semicondutores

• Possuem propriedades entre metais e não metais.
• Alteração significativa nas propriedades com ajuste de bandgap.
• As aplicações incluem fotocatálise, óptica fotográfica e dispositivos eletrônicos.

NPs poliméricos

• NPs de base orgânica, também conhecidas como nanopartículas poliméricas (PNPs).
• Nanoesferas ou formato nanocapsular.
• Facilmente funcionalizado para diversas aplicações.

NPs baseados em lipídios

• Contém porções lipídicas, principalmente esféricas.
• Núcleo sólido feito de lipídio com uma matriz contendo moléculas lipofílicas solúveis.
• As aplicações incluem transportadores de medicamentos, liberação de RNA na terapia do câncer e aplicações biomédicas.

Quais são algumas preocupações no uso de nanopartículas?

• Riscos de saúde: As nanopartículas podem entrar nas células, podendo causar problemas respiratórios, doenças cardíacas, aumento do risco de doenças cardíacas, neurotoxicidade e irritação da pele. O seu pequeno tamanho e maior reatividade contribuem para uma maior toxicidade em comparação com congéneres maiores, levantando preocupações sobre a exposição a longo prazo e a acumulação no corpo.
  
• Impacto ambiental: A dificuldade em filtrá-los pode levar a consequências ecológicas imprevistas. A toxicidade varia com base em fatores como composição, solubilidade, forma e tamanho, tornando difícil estabelecer requisitos de segurança precisos. As nanopartículas também podem contornar os filtros tradicionais e representar riscos de explosões de poeira, enfatizando a necessidade de um manuseio cuidadoso e gerenciamento de riscos.

O caso do dióxido de titânio

Uma nanopartícula comum, o dióxido de titânio, é amplamente utilizada em tecnologias como baterias de íon-lítio, detecção química, cosméticos e protetores solares. Apesar do extenso estudo, os efeitos da exposição e os limites de exposição seguros permanecem obscuros, destacando as complexidades da toxicologia das nanopartículas.

Segurança primeiro:

Dados os riscos potenciais, o manuseio responsável é crucial. Aqui estão algumas práticas recomendadas:

1. Controles de Engenharia: Utilize exaustores ventilados e filtros HEPA.
   
2. Medidas Administrativas: Treine os trabalhadores sobre procedimentos de manuseio seguro.
   Equipamento de proteção pessoal: Use respiradores, luvas e roupas adequadas.

As nanopartículas oferecem um potencial imenso, mas com cautela. Ao reconhecer os riscos e adotar práticas responsáveis, podemos aproveitar o poder destes pequenos titãs para um futuro melhor.

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Fontes

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878535217300990
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2673971/
• https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-are-nanoparticles
• https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2023.1155622/full