Detecção de microplásticos na presença de corantes sintéticos utilizando substratos SERS à base de celulose e nanopartículas de prata

Resumo

Os plásticos tornaram-se materiais indispensáveis no cotidiano dos seres humanos devido à sua alta versatilidade, aplicabilidade e baixo custo, sendo utilizados em produtos hospitalares, embalagens, brinquedos, automóveis, etc. Consequentemente, tal uso tem resultado na presença de resíduos desses materiais no meio ambiente, levando à formação dos microplásticos (MPs), que surgem a partir da degradação física, química e/ou biológica dos macroplásticos. Devido à sua capacidade bioacumulativa e biopersistente, os MPs podem causar problemas aos seres vivos. Além disso, podem atuar como "cavalo de Troia", carregando outros contaminantes que adsorvem em sua superfície, amplificando os efeitos negativos destes poluentes. Desta forma, este projeto de doutorado envolve duas vertentes principais: i) detecção de MPs na presença e na ausência de corantes via espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS). Foram escolhidos os MPs do polietileno (PE - potencial zeta negativo) e da poliamida 6 (PA 6 - potencial zeta positivo) devido ao alto nível de resíduos destes polímeros no meio ambiente. Em função dos potenciais zeta destes MPs, o azul de metileno e a ftalocianina serão utilizados como sondas SERS e representantes de corantes catiônicos e aniônicos, respectivamente, utilizados nas indústrias têxtil. Os substratos SERS serão otimizados a partir de suspensões de microfibras de celulose (MFC - carregadas positiva ou negativamente) contendo nanopartículas de Ag (AgNPs - carregadas negativamente) em sua superfície. Portanto, por meio do balanço de cargas envolvendo as MFC, as AgNPs, os MPs e os corantes pretende-se concentrar os MPs dispersos em meio aquoso, melhorando as chances de sua detecção. ii) Determinar em nível molecular as interações dos MPs com os corantes, com as AgNPs e com as MFC, buscando assim otimizar o processo de detecção via SERS. As interações serão investigadas por espectroscopias Raman, SERS, absorção no infravermelho e no ultravioleta-visível, além de potencial zeta e microscopia eletrônica. Este doutorado é vinculado ao projeto Temático FAPESP 2018/22214-6 e prevê a realização de estágio BEPE (12 meses) em Vitoria, Canada, sob supervisão do Prof Alexandre Brolo.