O que são nanopartículas funcionalizadas

por Dr. Tiago Conti

Nos artigos anteriores conversamos sobre o que é a nanotecnologia, o que são nanopartículas, como podem essas ser construídas, como podemos classificá-las e o que torna esses materiais tão interessantes. Assim, dentro desse mundo “nano” existem nano-materiais de diversas formas geométricas (esferas, bastões, fios, tubos, etc.) com diversas composições químicas, ou seja, que podem ser de metais (ouro, prata, cobre, etc.) e de materiais não-metálicos como cerâmicas (titânia, magnetita, zircônia, etc.), polímeros e carbono (grafenos e nanotubos), que podem estar funcionalizados ou não.

Ok... mas o que significa isso? O que são nanopartículas funcionalizadas?

Significa que podemos colocar “grupos químicos” funcionais em sua superfície (moléculas, polímeros, aminas, enzimas, etc), de modo a lhes conferir as características físico-químicas desses grupos. Em outras palavras, podemos colocar funções específicas na superfície dessas nanopartículas e modificar seu comportamento num dado ambiente para que essa possa cumprir uma dada tarefa predeterminada, por exemplo, capturar uma enzima. Desta forma, podemos fazer com que uma partícula possa ser mais ou menos “solúvel” em água simplesmente trocando a molécula que está em sua superfície, ou seja, sua funcionalização.

Portanto, de uma forma bem simples podemos dizer que uma nanopartícula funcionalizada nada mais é do que uma partícula que contém uma parte central, um “núcleo”, e uma superfície com moléculas orgânicas ligadas em sua volta. A Figura abaixo ilustra uma nanopartícula funcionalizada, contendo um “núcleo”, em vermelho, e uma funcionalização, em azul, que conferem propriedades diferenciadas a essa. Com efeito, a combinação das propriedades no núcleo com as da superfície podem levar ao desenvolvimento de novas tecnologias ocasionando o surgimento de inovações em diversos segmentos, como o de energias renováveis, têxtil, agronegócio, embalagens e até na medicina.

Representação esquemática de uma nanopartícula funcionalizada.

Ademais, a bio-funcionalização de nanopartículas é uma das áreas que vem recebendo maior atenção na última década devido à alta procura por sistemas biocompátiveis e de drug-delivery. Moléculas biológicas como aminoácidos, proteínas e mesmo DNA têm sido utilizadas na produção de nanopartículas funcionalizadas para aplicações biológicas. A magnetita (Magnus) seja talvez o material mais utilizado nesse campo devido ao seu comportamento magnético e por apresentar diversas aplicações na área médica, como por exemplo contraste para ressonância magnética de alta resolução, drug-delivery conduzido por campo magnético e hipertermia magnética.

Apesar de parecer simples, o processo de funcionalização de uma nanopartícula é complexo e nem sempre é possível. Neste sentido, a tecnologia nChemi permite a fabricação de diversos tipos de nano-materiais funcionalizados em larga escala, sendo que essa apresenta grande vantagem às técnicas tradicionais de funcionalização, tanto em custo quanto em desempenho.

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