Pesquisadores vinculados ao CDMF publicaram um estudo na revista Surfaces and Interfaces que pode significar um avanço na busca por materiais com forte atividade antimicrobiana e boa compatibilidade biológica. A pesquisa apresenta uma nova abordagem de síntese de sílica de prata (silver silicate) por meio de um processo de hidrotermia assistida por micro-ondas, conectando de maneira inédita as propriedades estruturais e eletrônicas do material à sua performance biológica.
Síntese rápida com micro-ondas e controle estrutural preciso
Utilizando irradição por micro-ondas em diferentes intervalos (de 0 a 64 minutos), a equipe conseguiu produzir nanopartículas de sílica de prata com perfis estruturais ajustáveis. Embora as amostras permanecessem, de forma geral, amorfas ao serem analisadas por difração de raios-X, outras técnicas avançadas revelaram o surgimento de domínios semicristalinos à medida que o tempo de síntese aumentava. Isso indica reorganizações estruturais em níveis locais que influenciam fortemente suas propriedades físico-químicas.
A análise por microscopia eletrônica de transmissão mostrou que o tamanho médio das partículas se reduz com maior tempo de micro-ondas, devido a dinâmicas de dissolução e recristalização sob energia micro-ondas, e que a proporção de prata incorporada à matriz silicatada aumentou significativamente ao longo do processo de síntese.
Propriedades biológicas promissoras
Os testes biológicos revelaram que as partículas de sílica de prata sintetizadas exibem forte atividade antimicrobiana contra importantes patógenos humanos, incluindo Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans — microrganismos frequentemente associados a infecções resistentes e problemas de saúde pública. As amostras com maior tempo de tratamento por micro-ondas apresentaram as menores concentrações mínimas inibitórias e bactericidas, demonstrando que a modulação estrutural via micro-ondas pode ser usada para otimizar a eficácia antimicrobiana do material.
Para validar a segurança biológica, os pesquisadores também realizaram testes de citotoxicidade em fibroblastos murinos (linha NIH/3T3), mostrando que as concentrações eficazes contra microrganismos estão abaixo dos níveis tóxicos ao tecido celular saudável, um passo crucial para aplicações biomédicas futuras.
Reatividade e geração de espécies reativas de oxigênio
Um dos mecanismos que explicam a eficácia antimicrobiana observada é a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) — moléculas como radicais hidroxila e oxigênio singlete — capazes de causar danos às estruturas celulares microbianas. A equipe confirmou a geração dessas espécies por meio de sondas moleculares específicas e apoiou os achados experimentais com cálculos teóricos que destacam o papel da superfície amorfa na adsorção de água e oxigênio, condições essenciais para a formação de ROS.
Impacto científico e perspectivas futuras
O estudo representa um avanço no campo dos materiais antimicrobianos de nova geração. Ao demonstrar como a síntese controlada por micro-ondas pode influenciar diretamente estrutura, composição e desempenho biológico de materiais baseados em prata, a pesquisa abre portas para aplicações em dispositivos biomédicos, superfícies sanitizantes, tratamentos de infecções e tecnologias de saúde pública.
Além disso, o trabalho reforça a linha de pesquisa do CDMF em engenharia de materiais funcionais, destacando como estruturas amorfas e defeitos controlados podem ser explorados para gerar propriedades desejáveis, superando limitações dos materiais cristalinos tradicionais.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e dirigido pelo Prof. Dr. Elson Longo, o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
