102017028058 MÉTODO E KIT PARA ANÁLISE DE TRAÇOS DE POLUENTES ORGÂNICOS E INORGÂNICOS EM ÁGUA E NANOCOMPÓSITOS ADSORVENTES MODIFICADOS
Depósito: 22/12/2017
Destaque: publicação em revista especializada
Inventor: KOITI ARAKI / ALEXANDRE YOCIKAZU CHIDA / ALCEU TOTTI SILVEIRA JUNIOR / HELTON PEREIRA NOGUEIRA / DANIEL SANTOS GARCIA OSORIO / SÉRGIO HIROSHI TOMA / HENRIQUE EISI TOMA
Titular: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP (BR/SP)
Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), coordenados pelo professor Henrique Toma, desenvolveram uma técnica nanotecnológica inovadora para enfrentar a crescente ameaça da poluição por micro e nanoplásticos. Essas partículas, especialmente as nanoplásticas por sua capacidade de penetrar barreiras biológicas e atingir órgãos vitais, tornaram-se um grave problema ambiental. A abordagem utiliza nanopartículas magnéticas funcionalizadas com polidopamina, um polímero bioinspirado nas propriedades adesivas de moluscos. Essa cobertura permite que as nanopartículas se liguem firmemente aos fragmentos de plástico presentes na água. Após a captura, um ímã é utilizado para atrair e remover essas nanopartículas carregadas de plástico do meio líquido de forma eficiente.
O trabalho vai além da simples remoção, integrando também a degradação dos poluentes. Os pesquisadores acoplam enzimas, como a lipase, às nanopartículas para decompor quimicamente os plásticos, como o PET, em seus componentes básicos. Isso permite não apenas a descontaminação, mas também a possibilidade de reciclagem dos materiais resultantes. O grupo ainda alerta para os riscos dos bioplásticos, que, embora sejam biodegradáveis, também geram micro e nanofragmentos durante sua decomposição. Esses nanobioplásticos são particularmente preocupantes por sua biocompatibilidade, o que pode facilitar interações nocivas com organismos vivos. A técnica se mostra promissora para aplicação em sistemas de tratamento de água, oferecendo uma solução potencialmente sustentável para um dos desafios ambientais mais urgentes da atualidade.
A invenção refere-se a um kit e método para detectar e quantificar poluentes em concentrações muito baixes (traços) em amostras de água, incluindo metais pesados e compostos orgânicos tóxicos. O kit utiliza nanocompósitos adsorventes modificados, que são partículas de materiais como carvão ativado, sílica ou zeólita, revestidas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONs). Esses nanocompósitos são dispersos na amostra de água para adsorver os poluentes e subsequentemente concentrados magneticamente usando um ímã ou eletroímã. O método inclui etapas de agitação, separação magnética, lavagem, eluição dos analitos e análise final por técnicas como cromatografia ou espectrometria. A invenção oferece vantagens como redução no uso de solventes, menor tempo de preparação de amostras, custo operacional reduzido e maior sensibilidade na detecção, superando limitações de técnicas convencionais como a extração em fase sólida (SPE).
Henrique Eisi Toma Bacharel, Licenciado (1970) e Doutorado em Química pela Universidade de São Paulo (1974), realizou pós-doutorados no Brookhaven Nat.Lab. e Caltech (EUA). Iniciou-se no magistério como Professor de Química do Colégio Estadual Prof. Américo de Moura (CEPAM 1968-1971), e depois como Professor Assistente na USP (1972), evoluindo na carreira, como Professor Doutor (1974), Livre Docente (1979), Adjunto (1982) e Titular (1992). Sua trajetória científica teve início sob supervisão dos Profs John M. Malin e Henry Taube (Univ. Stanford, Nobel 1983), atuando em cinética, reatividade e catálise por compostos de coordenação. Nos anos 80 passou a dedicar-se à química bioinorgânica e química supramolecular, focalizando principalmente os compostos macrocíclicos, porfirinas e modelos biomiméticos envolvidos em transferência de elétrons e fotoconversão de energia. A partir dos anos 90, seu interesse convergiu para a área de nanotecnologia molecular, desenvolvendo sistemas, processos, dispositivos e aplicações baseados em materiais moleculares e supramoleculares, nanopartículas superparamagnéticas, plasmônicas e semicondutoras, e nanomateriais híbridos funcionais. Vem atuando fortemente na divulgação científica junto ao setor educacional, social e empresarial, principalmente na área de nanotecnologia e nanociências.
Resumo: 102017028058 A presente invenção refere-se a um kit para análise de traços de poluentes orgânicos e inorgânicos em água, o qual compreende de 0,025 a 1% m/m de nanocompósitos adsorventes modificados a serem dispersos em meio aquoso; um acessório, fixo ou portátil, compreendendo um gerador de campo magnético e; e um recipiente para separação magnética. Ainda, os referidos nanocompósitos adsorventes modificados compreenderem grânulos/partículas de material adsorvente revestidas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONS), em que a proporção em massa de adsorvente e de SPIONS varia de 95:5 a 50:50 (m/m). Adicionalmente a presente invenção refere-se a um método de análise de traços de poluentes orgânicos e inorgânicos em água utilizando o referido kit, o qual compreende as etapas de adição de compósitos adsorventes modificados no volume da amostra sob agitação (A); decantação/separação magnética (B); lavagem dos compósitos adsorventes magnéticos contendo os analitos (C); eluição dos compósitos adsorventes magnéticos contendo os analitos (D); e análise quantitativa e qualitativa dos componentes (E).
Referências:
Artigo: Direct monitoring of the enzymatically sequestering and degrading of PET microplastics using hyperspectral Raman microscopy, Autores: Ana L. C. P. de Brito, João V. Mattioni, Gabriel R. Ramos, Marcelo Nakamura, Henrique E. Toma, Revista: Micron, DOI: 10.1016/j.micron.2024.103722
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