Síntese verde de nanopartículas de óxido de cobre e sua eficiência na degradação do antibiótico rifampicina

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14030 (2023) Citar este artigo

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Nos últimos tempos, a nanotecnologia verde ganhou atração na síntese de nanopartículas metálicas devido à sua relação custo-benefício, etapas simples de preparação e ecologicamente corretas. No presente estudo, nanopartículas de óxido de cobre (NPs de CuO) foram preparadas usando extrato aquoso de planta inteira de Parthenium hysterophorus como agente redutor, estabilizante e de proteção. Os NPs de CuO foram caracterizados via espectroscopia UV-Vis, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X em pó (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). Os espectros UV-Vis de NPs de CuO mostraram que uma banda de ressonância plasmônica de superfície ocorre em 340 nm. A análise FTIR revelou a presença de metabólitos secundários na superfície das NPs de CuO, com uma banda de estiramento característica de Cu-O sendo identificada em 522 cm-1. Micrografias eletrônicas de varredura e micrografias eletrônicas de transmissão mostraram que os NPs de CuO eram quase esféricos, com uma partícula média de 59,99 nm obtida na micrografia SEM. A estrutura cristalina monoclínica dos NPs de CuO foi confirmada usando XRD, e o tamanho do cristalito calculado usando a equação de Scherrer-Debye foi de 31,58 nm. DLS mostrou a presença de aglomeração de nanopartículas, o que revelou uniformidade dos NPs de CuO. Além disso, a capacidade de degradação das nanopartículas biossintetizadas foi investigada contra o antibiótico rifampicina. Os resultados mostraram que a eficiência ótima de degradação da rifampicina a 98,43% foi obtida em temperatura de 65°C, dosagem de 50 mg de NPs de CuO, concentração de 10 mg/L de solução de rifampicina e solução de rifampicina em pH 2 em 8 min. A partir deste estudo, pode-se concluir que NPs de CuO sintetizadas a partir do extrato aquoso de Parthenium hysterophorus são promissoras na remediação da poluição ambiental por antibióticos. Sob esta luz, o estudo relata que a síntese verde de NPs de CuO mediada por Parthenium hysterophorus pode efetivamente abordar a poluição ambiental de maneira econômica, ecologicamente correta e sustentável.

A escassez de água continua a ser um dos desafios globais que afecta grande parte da população mundial, uma vez que está documentado que cerca de 26% (2 mil milhões de pessoas) não têm acesso a água potável, de acordo com o relatório de 2023 da UNESCO1. O relatório indica ainda que 2 a 3 mil milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de escassez de água, prevendo-se que a escassez de água aumente nos próximos anos. É relatado que cerca de metade da população global corre o risco de sofrer escassez de água2. Um relatório publicado durante a Conferência Internacional da Agenda de Saúde de África (AHAIC2023) revelou que as mudanças climáticas agravaram os desafios da escassez de água em África3. As alterações climáticas afectam o armazenamento de água terrestre, agravando ainda mais a escassez de água e conduzindo a uma crise hídrica global. Em meio à crise de escassez de água, a poluição da água por compostos farmacêuticos ativos (APIs), como antibióticos classificados como poluentes emergentes, continua a aumentar3,4,5. As vias de entrada de antibióticos no ambiente (solo ou águas superficiais) são a infiltração de estações de tratamento de águas residuais e a descarga doméstica de excreções humanas6,7,8. Estes antibióticos apresentam efeitos prejudiciais nos seres humanos e nos ecossistemas aquáticos, atribuídos às suas concentrações mais elevadas, acima da concentração ambiental prevista8. A existência de antibióticos no meio ambiente propaga a resistência antimicrobiana9,10,11, e suas baixas concentrações são difíceis de remover usando estações convencionais de tratamento de águas residuais12. A Organização Mundial da Saúde declarou esta resistência uma crise de saúde pública, ameaçando as modalidades de tratamento da crescente carga de doenças13. Outro dano potencial apresentado pelos antibióticos no meio ambiente resulta da sua interferência nos processos fisiológicos quando absorvidos pelas plantas, daí a propagação do efeito de ecotoxicidade7.