Nanopartícula é a estrutura na escala nanométrica, possuindo dimensões que variam de 1 a 100 nanômetros. Ela pode ser constituída por vários materiais e apresenta características distintas se comparada com seus equivalentes em macroescala, provocando um vasto campo de pesquisa e inovação.
A nanotecnologia, posta na interseção entre a nanociência e a nanoescala, trouxe revolução para a abordagem científica e tecnológica nas últimas décadas. E nesse contexto, as nanopartículas admitem um papel central, se destacando como entidades essenciais com propriedades singulares e usos diversos.
As nanopartículas na ciência e tecnologia modernas
As nanopartículas exercem um papel importante em muitas áreas, desde a medicina até a eletrônica. E isso ocorre em virtude das suas propriedades únicas. Sua essencialidade reside na capacidade de manipular e de controlar materiais em escalas extremamente pequenas, o que abre caminho para avanços expressivos em várias disciplinas.
Características e propriedades das nanopartículas
As características das nanopartículas são profundamente unidas à sua nanoescala. Elas contam com uma relação área-volume muito grande, além de elevada reatividade química e propriedades ópticas, mecânicas e também magnéticas. Tais propriedades proporcionam às nanopartículas uma versatilidade que é única, tornando-as apropriadas para aplicações particulares.
Tipos de nanopartículas
As nanopartículas ainda podem ser classificadas em diferentes tipos.
Nanopartículas metálicas
Nanopartículas de ouro e prata se tratam de exemplos proeminentes. As suas propriedades ópticas excêntricas tornam possíveis aplicações em sensores, diagnóstico médico e, ainda, na terapia fototérmica.
Nanopartículas de óxido metálico
Dióxido de titânio e óxido de zinco são conhecidos por suas propriedades fotocatalíticas, encontrando uso em protetores solares, eletrônica e mais.
Nanotubos de carbono e grafeno
Os nanotubos de carbono e o grafeno se configuram em estruturas de carbono que possuem propriedades elétricas extraordinárias. E eles são cruciais em dispositivos eletrônicos, materiais compostos e, ainda, em aplicações médicas.
Dendrímeros
Dendrímeros se tratam de macromoléculas ramificadas, usadas em aplicações biomédicas, a exemplo de agentes de entrega de medicamentos. Isso ocorre por conta da sua arquitetura única.
Quantum dots
Quantum dots são nanocristais semicondutores que dispõem de propriedades quânticas. Seu uso em dispositivos optoeletrônicos, a exemplo de telas e sensores, é largamente explorada.
Lipossomas e nanopartículas biológicas
Lipossomas se tratam de vesículas lipídicas utilizadas como nanocarreadores (moléculas bastante pequenas, com 10 a 100 nm) nos sistemas de entrega de medicamentos. As nanopartículas biológicas são muito importantes na medicina regenerativa e na terapia genética.
Nanocompósitos e nanopartículas híbridas
Nanocompósitos mesclam diferentes tipos de nanopartículas, aumentando suas aplicações. Tais estruturas híbridas são usadas em materiais avançados, a exemplo de compósitos poliméricos reforçados.
Métodos de síntese e produção
Existem diferentes métodos de síntese e de produção, quais citaremos a seguir.
Síntese química
Métodos como precipitação, hidrotérmico e também sol-gel possibilitam a produção controlada de óxidos, polímeros e também de nanopartículas metálicas.
Abordagens físicas
Processos de evaporação e de litografia são utilizados na fabricação de nanopartículas nos dispositivos eletrônicos. Há ainda o uso deles para a produção de materiais nanoestruturados.
Síntese biológica
Usando microrganismos e plantas, a síntese biológica traz uma abordagem sustentável e ambientalmente amigável na produção de nanopartículas.
Escalabilidade e desafios na produção
A escalabilidade do desenvolvimento de nanopartículas se trata de um desafio crucial a ser superado. A uniformidade, pureza e o controle de tamanho se configuram em questões que exigem aprimoramentos frequentes. Além do mais, questões ligadas à segurança ambiental e toxicidade são tidas como importantes com o objetivo de garantir a aplicação ética e segura de tais tecnologias.
Segurança e toxicologia em nanopartículas: considerações cruciais
A interação célula-nanopartícula se traduz em um ponto central para avaliar a segurança de nanopartículas. Por conta do tamanho diminuto de tais estruturas, elas penetram nas membranas celulares, alçando preocupações a respeito dos potenciais impactos na saúde dos humanos.
Estudos apontam que determinadas nanopartículas conseguem desencadear: estresse oxidativo, respostas inflamatórias e danos ao DNA. Isso ressalta a importância de uma análise abarcante de toxicidade.
Impactos na saúde dos seres humanos são uma área crítica de pesquisa, ainda mais considerando usos médicos e de consumo.
Enquanto algumas nanopartículas apresentam promessa em terapias avançadas, a exemplo da entrega direcionada de medicamentos, é imprescindível entender os riscos relacionados. A análise dos efeitos ambientais ainda é essencial, tendo em vista que a liberação incogitada de nanopartículas afetaria ecossistemas aquáticos e também terrestres.
Regulamentações e diretrizes são importantes para direcionar o desenvolvimento responsável da nanotecnologia. A comunidade científica e também os órgãos reguladores colaboram para designar padrões de segurança, assegurando que produtos com nanopartículas atendam a critérios rígidos.
A adoção de práticas éticas e transparentes ao pesquisar e desenvolver nanopartículas é crucial para reduzir riscos. Mas isso ainda ajuda a promover avanços seguros e com sustentabilidade nesse campo inovador.
Nanopartículas surgem como protagonistas na nanotecnologia, estimulando avanços nas ciências e tecnologias modernas. Seja na eletrônica, medicina e outras áreas, dominar as propriedades únicas das nanopartículas assegura continuar delineando o futuro das inovações científicas e também tecnológicas.
SOUSA, Priscila. (14 de Novembro de 2023). Nanopartícula - O que é, características, propriedades e tipos. Conceito.de. https://conceito.de/nanoparticula