NanoPunk?

Este post tem uma proposta mais especulativa do que algo técnico científico. De fato era um tipo de texto que já venho pensando em publicar desde o início deste blog e já que ultimamente esse espaço anda as moscas, poderia ser uma oportunidade de trazer o blog das cinzas.

A ideia surgiu quando dei uma olhada no livro Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology do Eric Drexler. Em termos gerais, ele começou a popularizar a nanotecnolgia a partir desse livro, do qual ele trazia perspectivas interessante de como poderíamos aproveitar essa tecnologia em um futuro próximo.

Algumas das sugestões me remetia a um modelo biohacking. Por exemplo, usando nanopartículas que pudesse adsorver oxigênio e distribuir pelo nosso organismo junto as hemácias, assim aumentar a eficiencia e potencializar atividades físicas de seres-humanos.

Já sabemos de algumas aplicações e pesquisas nos dias atuais que apontam usos de nanotecnologia para melhorar nossa saúde, mas também a biossegurança dessas aplicações. Como exemplo, poderia mencionar o vasto estudo de nanopartículas de ouro que quase milagrosamente resolvia problemas de inflamações e potencializando fármacos . Mas e a toxicidade? Então estudos começaram a indicar que essas nanopartículas de ouro acabam se alojando em determinados órgãos e não são excretadas e ainda causando danos ao DNA. Mas nao vamos tomar esse tipo de informação como temerosos e deixar de explorar as aplicações de nanoestruturas, mas sim como alerta e proporcionar mais estudos que nos levam a compreensão desses efeitos secundários.

Quando eu tinha esse tipo de visão eu imaginava um mundo mais cyberpunk no futuro e por incrível que possa parecer, o nanopunk é um genero literário que também coexiste com o cyberpunk. Porém agora eu vejo um mundo mais próximo de um futuro solarpunk e é aqui que começo este post.

O que é Solarpunk?

Solarpunk é um movimento artístico e literário, tal qual o cyberpunk, mas que tem um pé de steampunk e possui uma perspectiva mais otimista de sociedade futurística. O cyberpunk visa um mundo distópico com altas tecnologias, mas a vida humana é praticamente miserável. O solarpunk também tem altas tecnologias, mas ela é sustentável e assim proporcionando maior bem-estar na sociedade, sendo assim poderíamos dizer que ela é uma visão utópica, mas seria impossível?

Atualmente observo políticas que encaminham a sociedade para um futuro mais ao solarpunk do que cyberpunk. A ciência se encaminha para trazer soluções que abarca problemas de mudanças climáticas e de possíveis crises energéticas e com as politicas atuais na emissão de CO₂, elas acabam andando juntas.

Estamos preocupados com a mudança de atmosfera e no aumento de temperatura, a discussão aqui nao é se as causas sao antropomórficas ou naturais do planeta. O fato é que existe o problema e que isso pode ocasionar a extinção dos seres-humanos e então como podemos contornar o problema.

Dito isso, vou dar exemplos de como a nanotecnologia está sendo aplicada que caracteriza um protótipo de sociedade solarpunk. Para iniciar poderia mencionar materiais que adsorvem contaminantes de água. Você poderia usar micropartículas com núcleos de nano-magnetita, os chamados core-shell, onde você aplica a capacidade de adsorção junto com o magnetismo permitindo recuperar esses sólidos. Grafeno que atuam como purificadores de agua salgada e até mesmo nanomateriais que adsorvam CO₂ num processo conhecido como sequestro de carbono. Ainda na área de nanomateriais, podemos mencionar as tecnologias que melhoram a qualidade de solos para promover melhores plantios, já que o crescimento populacional exige um maior aproveitamento das terras.

Mas nao para só por ai e vamos extrapolar as biotecnologias, onde se utilizam microorganismos para diversas melhorias ou produção de energia com células de combustível vivas, onde se aproveita urina ou dejetos naturais para produção de eletricidade e diminuindo a quantidade de lixo.

Pode ser uma perspectiva muito otimista de minha parte, mas a questão é que estamos descobrindo tecnologias que antes parecia estar apenas nos livros de ficção. Claro que o solarpunk é uma utopia de sociedade ideal e o ideal é muito difícil de ser alcançado, mas possivelmente em um par de décadas estaríamos num mundo mais sustentável e melhor que agora, assim como hoje estamos melhor que no passado distante.

“Língua artificial” para identificar whisky falso

Cientistas escoceses desenvolveram um sensor bimetálico capaz de identificar whisky falso. O sensor foi feito com ouro e alumínio em uma configuração de arranjo semelhante a um tabuleiro de xadrez (Figura 1).

No artigo publicado na revista Nanoscale, eles explicam como o dispositivo foi fabricado e o seu funcionamento. O sensor óptico identifica o índice de refração da bebida, que por qualidades específicas da bebida proporcionam propriedades ópticas que a distingue de maneira única como uma espécie de “impressão digital”.

Figura 1 – Representação esquemática do sensor bimetálico.

A bebida contém diversas moléculas orgânica que estabelece qualidades gustativas e olfativas e o conjunto dessas moléculas orgânica promovem uma interação única com o sensor, modificando sua configuração de ressonância plasmônica, que pode ser medido com precisão. A escolha de um sensor bimetálico se dá pela capacidade que o ouro tem de interagir com moléculas orgânicas que contém grupo tiól (-SH) e do alumínio com grupos hidroxilas (-OH), possibilitando uma funcionalização seletiva.

Como Nanopartículas de Silica Mesoporosa Podem Ajudar A Evitar a Extinção de Abelhas?

Nos últimos anos a morte massiva de abelhas vem preocupando a comunidade científica por um motivo bem plausível: sem abelhas, não há como a civilização humana sobreviver. Isso se dá por que as abelhas são as responsáveis pela polinização fundamental na produção de alimentos que necessitamos.

Um fenômeno conhecido como Distúrbio do Colapso das Colônias retrata um quadro preocupante onde colônias inteiras de abelhas desaparecem e entre as causas está a intoxicação de abelhas por agrotóxicos. Uma medida que pode evitar esse tipo de problema é usar repelentes de abelhas, evitando a aproximação delas em zonas de riscos.

Nanopartículas de sílica mesoporosa permitem que haja liberação controlada de substâncias presentes em seu interior. No caso das abelhas, substâncias repelentes para abelhas, feromônios como acetato de octila e o 2-heptanona, podem ser carregadas em seu interior que quando ser aplicadas em terrenos de plantio juntamente com agrotóxicos, emitem sinais de alerta para abelhas fazendo com que elas não se aproximem do local.

As substâncias citadas são expelidas por abelhas em situação de risco ou de perigo, alertando demais abelhas que o local é um potencial de morte. Tais substâncias são inofensivas para as abelhas e também são usadas para dar sabor artificial em alimentos.

REFERÊNCIA

Síntese e avaliação de nanopartículas de sílica mesoporosas na liberação controlada de feromônios repelentes de abelha DOI:10.1590/0366-69132019653742464S

Nanopartículas de CuO muda o comportamento de adsorção de nanopartículas de SiO2

É conhecido que nanomateriais possuem alta área de superfície e isso contribui para sua propriedade de adsorção. Porém o que acontece quando dopamos uma nanopartícula com outra nanopartícula? Foi o que fizemos e depois dos testes de adsorção foi observado um incremento.

Nanopartículas de óxido de cobre (CuO) foram depositadas sobre a superfície de nanopartículas de sílica (SiO2) e a capacidade de adsorção das nanopartículas de sílica foram comparadas e foi observado que após a modificação da superfície com CuO a adsorção aumentou consideravelmente, como pode ser observada na Figura 1.

Figura 1: Cinética e eficiência na adsorção de AM para nanopartículas de SiO2/CuO e SiO2 com 50 e 75 mg em concentração fixa (40 mg/L) de AM: (a – c) comparação da cinética de adsorção; (b – d) comparação de eficiência na adsorção do AM.

O teste de adsorção foi feito com duas porções de massas distintas de nanopartículas: 50mg e 75mg. A concentração do azul de metileno foi mantida e fixada em 40mg/L. O que se observa é que a adsorção do azul de metileno para a nanopartícula de SiO2 sem presença de CuO é imediata, porém muito limitada quando comparada com as nanopartículas de SiO2 modificada. Para o caso onde foi usado 75mg de nanomaterial, a eficiência de adsorção foi quase 100%, tendo capacidade de adsorção em aproximadamente 25mg/g, ou seja, 1g do nanomaterial tem a capacidade de adsorver 25mg do adsorvato.

O azul de metileno é um corante catiônico que possui estrutura molecular plana preferindo uma adsorção em monocamada. A forte interação entre adsorvato-adsorvente resulta da presença de grupos catiônicos. As nanopartículas de sílica tem característica hidrofóbica possuindo assim uma interação deficiente com o solvente. Quando modificadas, a presença de pontos aglomerados de CuO e de íons Cu2+ perturba o equilíbrio fazendo com que haja maior atração iônica da superfície do nanomaterial com as moléculas do adsorvato.

Referência

Avaliação da atividade antimicrobiana e adsortividade de nanopartículas de sílica dopadas com CuO DOI: 10.1590/S1517-707620190001.0661

Carbono Mesoporoso

Os materiais porosos se classificam em três categorias de acordo com o tamanho de poro que possuem:

• microporosos (poros com diâmetro menor que 2nm)
• mesoporosos (2 – 50nm)
• macroporosos (> 50nm)

Como mencionado neste post aqui, materiais mesoporosos a base de sílica foram os primeiros a serem sintetizados, embora em 1971 já houvesse uma patente a respeito de um material mesoporoso com estrutura de poros ordenados e o pior é que nessa época nem se deram conta das características do material por falta de técnicas analíticas adequadas [1]. A Mobil Oil sintetiza a série MCM (Mobil Composition of Matter) de nano sílica mesoporosa com estruturas cúbicas, hexagonais e lamelares em 1991. Uma característica comum desses materiais é que os nanoporos são desordenados.

Em 1999 surge o primeiro carbono mesoporoso com estrutura de poros ordenado sintetizado por um processo chamado de nanocasting, ilustrado na Figura 1 [2]. Esse método consiste em usar um molde de sílica rígido (template) pré-sintetizado que é infiltrado por um precursor orgânico, que pode ser ou não polimerizável, que em seguida é carbonizado e posteriormente removido o molde de sílica em solução de ácido fluorídrico. Usando o SBA-15, que possuem nanoestrutura de poros hexagonais altamente ordenadas, Ryoo et al sintetiza réplicas de carbono conhecido como CMK (Carbon Mesostructures from Korea).

Figura 1. Processo sintético nanocasting.

Os CMKs se classificam de acordo com o tipo de mesoestrutura de sílica usado. Os que usam SBA-15 são chamados de CMK-3, possuem estrutura hexagonal como mencionado anteriormente. Os que usam MCM-48 são conhecido como MCK-1, possuem estrutura cúbica de poros interconectados, como visualizado na Figura 2 [3].

OMC = Carbono Mesoporosos Ordenado

Figura 2. Mesoestruturas de carbono (A) CMK-3 e (B) CMK-1.

Outro método para obtenção de carbono mesoporosos ordenado é utilizar uma via de síntese polimérica com agentes direcionador de estruturas (surfactantes). Esse método é conhecido como automontagem (self-assembly) e utiliza resinas poliméricas para gerar um gel orgânico. Posteriormente o gel é carbonizado obtendo assim a estrutura de carbono mesoporosa. Na etapa de pirólise o surfactante é removido, o que torna esse método mais simples que a do nanocasting por ter menos etapas.

Características e Propriedades

Esses materiais são condutores, estáveis térmico e quimicamente e se diferenciam dos outros tipos de materiais base de carbono, como grafeno, nanotubo e o negro de fumo, pela possibilidade de obter poros altamente ordenados com uma distribuição de poros mais estreita, permitindo adquirir áreas de superfícies muito elevada. Em algumas aplicações como eletrodo, mesoporos interconectados permitem um melhor transporte de íons do eletrólito. Em comparação com nanotubo de carbono e grafeno, esses materiais apresentam maior estabilidade mecãnica, tornado-o suportes mais robustos.

Referências

[1] V. Chiola et al. USA Patent 3556725 – Process For Producing Low-Bulk Density Silica. 1971

[2] Synthesis of Highly Ordered Carbon Molecular Sieves via Template-Mediated Structural Transformation. Ryong Ryoo,*, Sang Hoon Joo, and, and Shinae Jun. The Journal of Physical Chemistry B 1999103 (37), 7743-7746DOI: 10.1021/jp991673a

[3] Recent Trends on Electrochemical Sensors Based on Ordered Mesoporous Carbon. Alain Walcarius. Sensors. 2017.

 

Difração de Raios-X em materiais mesoporosos

Nanomateriais mesoporosos podem assumir diversas formas e modelos geométricos dependendo do surfactante usado para síntese desses compostos. Existem os MCMs, SBA (Santa Barbara Amorphous) e TUD-1 (Technische Universiteit Delft) que é uma espécie de nanoestrutura mesoporosa em forma de esponja da qual os mesoporos estão ligados tridimensionalmente de forma aleatória, entre outras tantas [1].

Esses materiais mesoporosos apresentam difração em baixo ângulo devido a organização em longo alcance dos mesoporos. Algumas variações podem ser encontradas na literatura, como ângulos 2θ>1° indicando uma estrutura de camada formadas por lâminas mesoporosas com espessura na ordem de nanômetros [2] . Difração entre 2θ=2° e 5° também podem ser observadas sendo elas correspondendo a planos (100), (110) e (210) da organização hexagonal dos mesoporos numa nanoestrutura MCM-41 [3,4] . Algumas estruturas apresentam apenas uma refletância única próxima de 2θ= 4° que é observado como formação de mesoporos que podem não ter uma organização tão definida [5].

[1] T. HEIKKILA, J. SALONEN, J. TUURA, M. HAMDY, G. MUL, N. KUMAR, et al., Mesoporous silica material TUD-1 as a drug delivery system, Int. J. Pharm. 331 (2007) 133–138. doi:10.1016/j.ijpharm.2006.09.019.

[2] S.P. Naik, S. Yamakita, M. Ogura, T. Okubo, Studies on mesoporous silica films synthesized using F127, a triblock co-polymer, Microporous Mesoporous Mater. 75 (2004) 51–59. doi:10.1016/j.micromeso.2004.06.028.

[3] D. Li, W. Zhao, X. Sun, J. Zhang, M. Anpo, J. Zhao, Photophysical properties of coumarin derivatives incorporated in MCM-41, Dye. Pigment. 68 (2006) 33–37. doi:10.1016/j.dyepig.2004.12.015.

[4] A.J. Schwanke, C.W. Lopes, S.B.C. Pergher, Synthesis of Mesoporous Material from Chrysotile-Derived Silica, Mater. Sci. Appl. 04 (2013) 68–72. doi:10.4236/msa.2013.48A009.

[5] G. Hadizade, E. Binaeian, M.R.S. Emami, Preparation and characterization of hexagonal mesoporous silica/polyacrylamide nanocomposite capsule (PAM-HMS) for dye removal from aqueous solutioxns, J. Mol. Liq. 238 (2017) 499–507. doi:10.1016/j.molliq.2017.05.026.

Erro (449) no Mendeley?

Algumas vezes nos deparamos com surpresas desagradáveis quando vamos fazer uma citação usando Mendeley e muitas vezes não temos nem ideia do que está acontecendo. Há um erro muito comum em acontecer quando vamos referenciar um artigo e aparece a seguinte mensagem:

E não sabemos o que fazer. A solução é muito simples. Basta seguir os passos a seguir.

Resolvendo o Problema

Isso acontece porque o plugin do mendeley não é reconhecido pelo word. A primeira vez que aconteceu comigo foi numa atualização. Provavelmente aconteceu isso com você também.

Para resolver esse problema vá em Arquivos no word e abra Opções  e clique em Suplementos, como mostrado na figura abaixo.

Em seguida em Gerenciar, localizado na parte inferior, selecione a opção Modelo.

Agora você pode observar que o modelo selecionado é de um Mendeley da versão antiga e não suportada pelo seu word. Basta desmarcar o antigo e marcar a mais recente, ou melhor, a que está de fato instalado em seu computador.

Feito isso é só dar ok e trabalhar com Mendeley normalmente. Muitas vezes ao abrir o word vai apresentar o mesmo problema, basta seguir todas as etapas (sim, novamente) e pronto.

Nanomateriais antimicrobianos

Você sabia que existem mais microrganismos em você do que pessoas no planeta, neh? Sim! Eles dominam a Terra e não os Gatos Illuminati como se supõe por ai… Embora sabemos que esses microrganismos sejam naturais e importante para nosso funcionamento biológico, alguns deles causam problemas de saúde, como infecções, micoses, candidíase, pneumocistose, tuberculose, etc… Antibióticos e outros fármacos que combatem esses microrganismos é muito comum de serem usados, porém os nanomateriais antimicrobianos vem sendo cada vez mais aplicados contra microrganismos de forma isolada ou em conjunto com esses fármacos no combate às doenças infecciosas. Embora a aplicação contra microrganismo seja comumente citada, ainda não se tem a exatidão dos mecanismos em que esses nanomateriais agem contra bactérias e fungos.

A nanotecnologia entra nessa jogada devido à resistência que microrganismo adquirem aos antibióticos. O nanomaterial antimicrobiano mais conhecido é de longe a nanoprata. Embora sua atividade antimicrobiana seja poderosa, ela contém alguns inconvenientes em algumas aplicações, fazendo cientistas buscar novas alternativas.

Entre os materiais mais estudados se encontram os nanometálicos  como a Ag e o Cu; e para os nano óxidos estão a Ag2O, ZnO, CuO, MgO, Cao e o TiO2.

Nanopartículas de prata

A prata possui um enorme potencial antimicrobiano podendo ser atribuído aos muitos mecanismos de ação contra os microrganismo (Figura 1). Entre  esses mecanismos estão a habilidade de se anexar na parede da membrana celular do microrganismo – interrompendo a captação de nutrientes necessários – e a penetração da mesma, causando buracos na membrana celular ocasionando o vazamento do material celular contido no seu interior.

A nanopartícula de prata pode interagir com grupos tióis (-SH) e aminas (-NH), se ligando a estruturas enzimáticas e em bases nitrogenadas do DNA, perturbando o funcionamento biológico da célula bacteriana.

Figura 1. Os diferentes mecanismos de ação da nanoprata no controle de microrganismo

 

Nanopartículas de ZnO

A segurança de ZnO e a compatibilidade com a pele humana torna-a adequada como aditivo para tecido e superfície que vem entrar em contato com o corpo humano. nanopartículas de ZnO apresentam atividade antimicrobiana para bactérias Gram-positiva e Gram-negativa. A propriedade antimicrobiana de ZnO aumenta com a diminuição do tamanho de partícula, podendo em uma concentração ideal ser até mais potente que a própria nanoprata.

Nanopartículas de ZnO também são fotocatalíticas, o que contribui fortemente na sua atividade antimicrobiana. Nanomateriais fotocatalíticos geram espécies de oxigênio reativos, como os peróxidos e os radicais livres, que exterminam microrganismos. Assim como as nano ZnO, TiO2 também possui atividade fotocatalítica, agindo da mesma forma.

O mecanismo exato de ação de ZnO é ainda desconhecido, entretanto atribui-se duas possíveis propostas:

1)Geração de peróxido de hidrogênio

2)Acumulo de partícula na superfície celular da bactéria devido ás forças eletrostática.

Nanopartíulas de TiO2

Propriedade antimicrobiana do TiO2 está relacionada com a sua estrutura cristalina , forma e tamanho. O estresse oxidativo via geração de radicais livres pode ser uma particularidade importante no mecanismo para nanopartículas de TiO2 (fase anatase).

Propriedade fotocatalítica das nanopartículas TiO2 auxiliam na eficiência de erradicação bacteriana

Nanopartículas de Au

Nanopartículas de Au são não-tóxicas, possuem alta habilidade de funcionalização e efeito polivalentes.

Embora a geração de espécies de oxigênio reativas seja a principal causa de morte celular da maioria dos antibióticos e nanomateriais antimicrobianas, o Au não possui indução alguma dessas espécies.

Cui et al. provou que a atividade antimicrobiana de nanopartículas de Au são ocasionadas por:
1) a fixação destas nanopartículas à membrana bacteriana, seguida da modificação do potencial da membrana e do decréscimo do nível de ATP e
2) inibição da ligação de ARNt ao ribossomo

Estudos reportam que nanoAu funcionalizadas com 5-fluorouracil possuem maior efeito em bactérias Gram-negativas do que em Gram-positivas devido á facilidade de internalização.

Interação de cargas negativas com membrana celular que possui carga positiva.

Lima et al. reportam efeito antimicrobiano de até 95% contra E. coli e S. Typhi. Os autores relatam que a propriedade biocida foi ocasionada pela rugosidade e dispersão das nanopartículas de Au.

Nanopartículas de SiO2

Nanocompósito Ag/SiO2 possuem propriedades antimicrobianas mais potentes contra E.Coli e S. Aureus e C. Albicans enquanto que Au/SiO2 não apresentam atividade.

SiO2 atua como matriz para incorporação de nanometálicos com atividade antimicrobiana.

Figura 2 : Core-Shell de nanopartículas de sílica antimicrobianas.

 

MgO e CaO

CaO e MgO indicam forte atividade antimicrobiana relacionado à alcalinidade e espécies ativas de oxigênio.

O mecanismo é provocada pela geração de superóxido na superfície dessas partículas, e também um aumento no valor do pH pela hidratação de CaO e MgO com água.

Nanopartículas de MgO causam danos na membrana celular  que consequentemente ocasionam vazamento dos conteúdos intracelular, causando a morte da célula.

Nanopartículas de MgO sozinhas ou combinadas com Nisina, um peptídio antimicrobiano, apresenta efetividade contra E. coli e Salmonela Stanley, podendo ser usadas como agente antimicrobiano em alimentos para melhorar a segurança alimentar.

Nanopartículas MgO e Cao isoladas ou em combinação são alternativas para desinfetantes com baixo custo. Isso as torna promissoras como agente antimicrobianas.

Nanopartículas de Cu e CuO

Nanopartículas de cobre possuem grande interesse para cientistas devido às suas propriedades biológicas, fisico-química e atividade biológicas a um baixo custo. Entretanto o cobre possui uma rápida oxidação quando exposta ao ar, limitando sua aplicação.

Testes com nanopartículas de CuO indicam que possuem atividade antimicrobiana.  Acredita-se que as nanopartículas atravessam a membrana celular da bactéria e os danos nas enzimas vitais são gatilhos para o fator crítico nas morte celular.

Tamanho, estabilidade e concentração são fatores que contribuem para o efeito antimicrobiano. De um modo geral podem atuar de forma isolada ou incorporadas em nano ou micromateriais, como é o caso de zeólitas, que impregnadas com CuO adquiri propriedade antimicrobiana se tornando multifuncional.

 

Referências

Antimicrobial activity of the metals and metal oxide nanoparticles DOI: 10.1016/j.msec.2014.08.031

Antimicrobial Activity of CaO Nanoparticles DOI: 10.1166/jbn.2013.1681

Silver nanoparticles: the powerful nanoweapon against multidrug-resistant bacteria DOI: 10.1111/j.1365-2672.2012.05253.x

 

Cadê o Sci-Hub?

Recentemente a maior página pirata da ciência foi derrubada pela American Chemical Society (ACS), que anteriormente  era acessada pelos domínio .cc e .bz. Porém como uma verdadeira Robin Hood,  Alexandra Elbakyan ainda mantém o projeto nas sombras da internet.

Minha intenção não é discorrer sobre o drama, que pode ser acessada na página da El Pais . Tampouco como descobri o novo domínio.

Vamos parar de encher linguiça. O sci-hub pode ser acessado (por enquanto) pelo domínio .tw, ou clicando aqui.

BTW: Este tipo de notícia será colocado de forma fixa na lateral do blog à partir de quando eu tiver tempo pra fazer isso.

Tamanho é documento

Na nanotecnologia tamanho é documento! Em algumas vezes o tamanho do material é mais importante que a sua própria natureza, ou seja, o tamanho possui mais efeitos em suas propriedades do que sua composição.

A condição fundamental para considerar um material “nano” é ter dimensões dentro de uma faixa específica, que segundo a Comissão Européia vai de 1nm à 100nm. É sabido que as propriedade dos nanomateriais são fortemente influenciadas pela sua forma, química de superfície e pelo seu tamanho. Como exemplo típico podemos falar das propriedade ópticas do ouro, que quando se apresentam em torno de 10 nm apresenta coloração avermelhada e quando acima de 50 nm começa apresentar coloração azulada, ficando visível também o início de aglomeração.

Ou ainda nos quantum dots (pontos quânticos) em que o tamanho muda a cor de forma considerável, como ilustrado na figura abaixo.

Uma das etapas mais difíceis importantes em síntese de nanomateriais é controlar o tamanho. Muitas vezes uma mesma rota sintética possui diversas variações e todas elas adquirem tamanhos e morfologias diferentes de nanopartícula.

No caso dos nanometais nobres, tal como o ouro e prata, o tamanho é sensível à quantidade de redutor  e a velocidade em que são adicionados no meio reacional. Para o caso dos óxidos, como o óxido de ferro, a velocidade de agitação tem grande impacto no tamanho final das partículas. No caso da sílica são as proporções entre etanol/NH3 que interferem no tamanho das partículas.

Conhecendo as variáveis que influenciam no tamanho, é possível manipular e adquirir tamanhos variados de acordo com a intenção de pesquisa e aplicação.

Talvez para você não faça muito sentido, porém o tamanho de uma partícula é que pode determinar penetração ou não da membrana celular e uma interação ou não com DNA.

Nanopartículas que apresentam propriedades catalíticas apresentam-se mais potentes em tamanho muito próximos de 5nm, quase a nível atômico. Quanto menor o tamanho, maiores as propriedades químicas e físicas, pois sua área de contato é muito grande.

Em nanomateriais porosos, o tamanho do poro pode ser relevante no processo de seleção de moléculas a serem adsorvidos. É fácil de imaginar uma molécula maior que o “buraco” não conseguir entrar. É importante se atentar que nessa escala as dimensões são sensíveis a qualquer mudança, afinal de contas estamos falando de algo próximo a 0,000000001 metros. Ouro vermelho tem 0,000000010 m e ouro azul tem 0,000000050 m, a diferença é muito sutil.

O tamanho de uma partícula pode ser determinada por meio de técnicas especiais de caracterização. É comum vermos uma microscopia eletrônica de transmissão (TEM do inglês) ou um espalhamento de luz dinâmica (DLS do inglês) em artigos para mostrar o tamanho das partículas do estudo em questão. O DLS analisa distribuição de tamanho, informando também a homogeneidade das partículas. Em alguns tipos de nanomateriais é possível utilizar a equação de Scherrer para determinar diâmetro médio de partícula.

Imagem aleatória da internet para mostrar uma distribuição de tamanho usando DLS e imagem de TEM das partículas.