Nanomateriais, entidades biológicas em

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Nanomateriais, entidades biológicas em
 escala nanométrica, biomimética e suas aplicações em biotecnologia ambiental
Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária
São Luís
2024
INTRODUÇÃO
Uma vez que foram apresentadas as características dos nanomateriais, síntese e formas de análise, deve-se observar como podem ser aplicados do ponto de vista biotecnológico. 
A nanotecnologia é uma área em crescente desenvolvimento, oferece perspectivas de grandes avanços para melhorar a qualidade de vida e preservação do meio ambiente; essa ciência contempla um campo multidisciplinar que revoluciona as diversas áreas científicas como a física, a química e a biologia e as suas aplicações formando a base da nanotecnologia de materiais. 
A obtenção de produtos que podem ser utilizados em processos biotecnológicos vem aumentando a cada dia. Esses produtos podem ser utilizados em várias áreas como meio ambiente, medicina, indústria farmacêutica, indústrias têxteis, embalagens, construção civil, cosméticos, indústria alimentícia, biologia molecular entre outras (FARIA et al., 2013). 
Em particular, abordaremos os principais benefícios do uso de nanomateriais em processos de descontaminação da água. O uso de nanopartículas tem sido muito eficiente quando aplicadas em sistemas biológicos. A utilização de micro-organismos como um novo candidato para a aplicação de nanomateriais é uma opção sensata, pois pode apresentar um sistema menos tóxico, quando se fala, por exemplo, do uso crescente de agrotóxicos e os problemas acarretados pelo excesso dessas e outras substâncias tóxicas no ambiente. 
Trabalhos utilizando micro-organismos aliados aos nanomateriais estão apresentando sucesso em relação à biorremediação de ambientes contaminados. A procura por métodos de descontaminação da água que são ecologicamente corretos e tem menor custo levam os pesquisadores a buscarem soluções para esses problemas. Desta forma, o emprego dos nanomateriais para a remediação de compostos poluentes no ambiente vem aumentando, no entanto existem algumas barreiras encontradas, com a utilização desses compostos individualmente. Para Quina (2004), o pequeno tamanho das nanopartículas facilita sua difusão e transporte na atmosfera, em águas e em solos, ao passo que dificulta sua remoção por técnicas usuais de filtração.
DESENVOLVIMENTO
a área superficial das nanopartículas lhes confere excelentes propriedades de adsorção de metais e substâncias orgânicas, as etapas superiores de coleta das partículas e remoção de poluentes podem ser facilitadas pelo uso, por exemplo, de nanopartículas magnéticas, outro avanço em relação à poluição ambiental é a fabricação de sensores cada vez menores, mais seletivos e mais sensíveis para a detecção e monitoramento de poluentes orgânicos e inorgânicos no meio ambiente, detectando precocemente a existência de problemas de contaminação, em tempo real dos procedimentos de tratamento e remediação de poluentes (QUINA, 2004; FARIA et al., 2013). 
As nanopartículas magnéticas vêm sendo utilizadas, aliadas também com microrganismos, podendo ser separadas ou removidas a partir das amostras complexas utilizando um campo magnético externo (por exemplo, usando um filtro magnético, um ímã permanente, ou um eletroímã). Este processo é muito importante para bioaplicações devido ao fato de a maioria dos materiais biológicos terem propriedades diamagnéticas, o que permite a separação seletiva e eficiente de materiais magneticamente modificados. Partículas magnéticas podem ser direcionadas para o local desejado e mantidas lá usando um campo magnético externo (SAFARIK; SAFARIKOVA, 2009; FARIA et al., 2013). 
Recursos hídricos superficiais e subterrâneos estão enfrentando continuamente mudanças profundas e deterioração da sua qualidade, causadas por várias atividades antrópicas. Atividades industriais, em particular, são muitas vezes responsáveis pela descarga direta de efluentes contendo poluentes orgânicos e metais em ecossistemas aquáticos deterioração à qualidade da água, gerando assim um grande problema no contexto global (KANU; ACHI, 2011). Diversas pesquisas demostram novas tecnologias para combater a questão da poluição da água, entre eles a nanotecnologia/ nanomateriais tornou-se uma ferramenta para aplicação no tratamento de água.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Qu, Alvarez e Li (2013) realizaram uma revisão sobre os avanços da nanotecnologia em relação ao tratamento de águas residuais, eles discutem as propriedades dos nanomateriais, mecanismos, vantagens e limitações em comparação com processos já existentes e também a necessidade de investigação para comercialização na gestão sustentável da água, para os autores o tratamento atual da água não são mais sustentáveis e a nanotecnologia pode oferecer soluções mais acessível, podendo superar os tratamentos já existentes e fornece novas técnicas mais econômicas em fontes não convencionais para expandir o abastecimento de água. Nanomateriais baseados em nanopartículas metálicas demonstraram um grande potencial para remover uma variedade de metais pesados como o arsênio, chumbo, mercúrio, cobre, cádmio, cromo, níquel, entre outros (QU; ALVAREZ; LI, 2013). 
Alguns nanomateriais têm propriedades antimicrobianas, isso os torna uma alternativa promissora para desinfecção de água e controle microbiano. Por exemplo, nanopartículas de prata foram incorporadas em microfiltros de cerâmica como uma barreira para agentes patogênicos, que podem ser empregados em áreas remotas de países em desenvolvimento (PETER-VARBANETS et al., 2009). 
Entretanto, o desenvolvimento e a comercialização desses produtos para o tratamento de água enfrentam uma série de desafios, obstáculos técnicos como a relação custo-eficácia e o potencial de risco para o ser humano e o meio ambiente. Por isso existe a necessidade da investigação da eficiência/aplicabilidade em grande escala (por exemplo, no tratamento da água/esgoto) utilizando-se diferentes métodos e nanomateriais. 
Ainda, tem a necessidade de se estudar também a eficiência em longo prazo já que a maioria dos estudos foi realizada em um curto período de tempo em laboratório. Ainda, um dos problemas atualmente estudado na nanotecnologia/ nanomateriais envolve a compreensão das questões relacionadas com a toxicidade e impacto ambiental dos materiais em nanoescala. A avaliação dos riscos é crucial para a liberação ambiental e suas concentrações analisando os possíveis efeitos ecotoxicológicos (GOTTSCHALK; SUN; NOWACK, 2013). 
Isto porque o pequeno tamanho dos nanomateriais facilita seu transporte e difusão na atmosfera, em águas e solos, podendo dificultar a sua remoção por técnicas de filtração. Existem muitos trabalhos na literatura que estão em análise os possíveis efeitos tóxicos das nanopartículas e dos novos nanomateriais, porém ainda é cedo para chegar a conclusões do risco/benefício da sua utilização. Estes impactos potenciais só poderão ser dimensionados de forma clara através de uma avaliação dos impactos das nanotecnologias. Contudo, as propriedades únicas dos nanomateriais e sua convergência com o tratamento atual apresentam grandes oportunidades para revolucionar o tratamento da água (QU; ALVAREZ; LI, 2013).
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