A agricultura industrial não fornecerá segurança alimentar suficiente para as próximas gerações devido à aplicação desordenada de compostos agroquímicos.
A população mundial depende do aumento da demanda de produção no campo com o uso de defensivos que melhorem a qualidade e reduzam o custo dos produtos, contribuindo para o desenvolvimento da indústria agrícola, além disso, os compostos agroquímicos também ajudam a evitar a perda de colheitas (TUDI et al., 2021).
A necessidade de produzir mais alimentos levou ao aumento do uso do glifosato, defensivo agrícola amplamente utilizado na produção de soja. Essa utilização em larga escala pode levar a poluição de recursos naturais.
A hipótese é que a agricultura sustentável pode fornecer segurança alimentar abundante e ambientalmente saudável em áreas rurais e urbanas a um custo razoável (SMITH & ARCHER, 2020). Para garantir a segurança alimentar, torna-se cada vez mais necessário garantir informações sobre a qualidade dos defensivos agrícolas usados na agricultura. Sendo assim, o desenvolvimento de novas tecnologias para a identificação de moléculas de compostos agroquímicos é de suma importância dada a necessidade da problemática, nesse contexto a nanotecnologia torna-se atraente.
É importante considerar a redução do impacto das nanopartículas (NPs) antes de fazer qualquer alteração em sua estrutura. Há muitos mecanismos diferentes pelos quais as NPs podem ser tóxicas, algumas mais que outras. As principais maneiras pelas quais as NPs podem ser nocivas se devem à interação física com a membrana celular e liberação de íons prejudiciais e causadores de estresse oxidativo (BUCHMAN et al., 2019). As NPs são usadas na medicina para diagnóstico ou tratamento de doenças, e o desenvolvimento de NPs seguras e biocompatíveis devem ser baseadas em uma compreensão completa de todas as interações de NP´s envolvidas na toxicidade (SUKHANOVA et al., 2018).
As NP´s são um assunto de grande interesse científico, tendo em vista às inúmeras possibilidades de desenvolvimento de novos produtos a partir das suas dimensões que estão entre 1 e 100 nm, sendo aplicadas em diversas áreas da química, medicina, biologia e ciência e tecnologia de alimentos. As reduções de alguns metais em condições controladas podem levar à formação de nanopartículas e, para isso, é necessário o processo de síntese, que pode ser químico, físico ou biológico, entretanto, no processo químico o ganho em rendimento é superior.
Características, formas e tamanhos das nanopartículas metálicas permitem propriedades ópticas vindas de um efeito eletrodinâmico fortemente determinado pelo efeito dielétrico. A forma e o tamanho das nanopartículas são determinados a partir do agente redutor ou solvente, e do agente de cobertura, como exemplo: polifenóis, polímeros, peptídeos, óxido de grafeno, série de N-acil tiraminas, derivados de ácido carboxílico, extrato vegetal e surfactante.
Logo, após a síntese das nanopartículas é imprescindível o processo de caracterização, que determinará as propriedades funcionais das nanopartículas, bem como sua segurança e eficácia. Sobretudo, entre muitas técnicas de caracterização, a microscopia eletrônica propiciou um salto no estudo dos nanomateriais.
A partícula é mantida dispersa na forma de coloide, toda via, as partículas são instáveis e podem se aglomerar. Se as partículas ficarem muito próximas, elas podem se amontoar devido às forças de Van der Waals. Uma fraca energia potencial a uma distância interpartícula moderada define um arranjo estável de partículas que é facilmente rompido por efeitos médios e, em temperaturas normais, pelo movimento térmico das partículas. Assim, se a eletricidade potencial associada à dupla camada é suficientemente alta, a repulsão eletrostática evitará a aglomeração de partículas.
Surfactantes, polímeros, biomoléculas, pequenas moléculas de gás e até mesmo íons metálicos se demostraram capazes de controlar o crescimento de nanocristais. O método poliol (Etilenoglicol) com a aplicação da polivinilpirrolidona (PVP) como estabilizante é eficaz no controle da forma: o PVP não apenas previne a agregação de nanopartículas metálicas, mas também como um “modificador de hábito cristalino”, direcionando a adição de átomos de metal para faces específicas (SCHMID GÜNTER, 2004). A morfologia da nanopartícula de prata começa na forma de um cubo, e durante o processo são adicionados, exclusivamente às faces, novos átomos de prata conforme representado esquematicamente na Figura 1.
FIGURA 1 – Formação de nanopartículas de prata no formato de octaedro.
Fonte: Adaptado de Wang, (2005).
As NP´s metálicas são criadas quimicamente, com a presença de metais precursores, estabilizadores e agentes redutores. O processo ocorre em duas fases: nucleação e crescimento. A nucleação requer mais energia que a fase de crescimento, todavia, o tempo de formação é crucial para a definição da estabilidade da nanopartícula formada (BADI’AH et al., 2019).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BADI’AH, H. I. et al. (2019). Synthesis of silver nanoparticles and the development in analysis method. In. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (v. 217, n. 1, p. 012005).
BUCHMAN, J. T. et al. Understanding nanoparticle toxicity mechanisms to inform redesign strategies to reduce environmental impact. Accounts of Chemical Research, v. 52, n. 6, p. 1632-1642, 2019.
WANG, R. Nanoparticles: from theory to application: Günter Schmid (ed), WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, ISBN 3-527-30507-6, Hbk, 444 pages. Colloid and Polymer Science, v. 283, p. 466-466, 2005.
SMITH, G. R., ARCHER, R. Climate, population, food security: adapting and evolving in times of global change. International Journal of Sustainable Development and World Ecology, v. 27, n. 5, p. 419-423, 2020.
SUKHANOVA, A. et al. Dependence of nanoparticle toxicity on their physical and chemical properties. Nanoscale Research Letters, v. 13, n. 1, p. 1-21, 2018.
TUDI, M. et al. Agriculture development, pesticide application and its impact on the environment. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 18, n. 3, p. 1112, 2021.
