p (Phys.org) - Pesquisadores liderados por Raffaele Mezzenga, um professor em Ciência de Alimentos e Materiais Macios, criaram um novo nanocompósito feito de grafeno e fibrilas de proteína:um papel especial, que combina os melhores recursos de ambos os componentes. p As folhas circulares que Raffaele Mezzenga levanta suavemente de uma placa de Petri são brilhantes e pretas. Olhando para este pequeno pedaço de papel, dificilmente se poderia imaginar que consiste em um novo material nanocompósito, com algumas propriedades únicas e sem precedentes, desenvolvido no laboratório do professor da ETH.

p Este novo "papel" é feito de camadas alternadas de proteína e grafeno. Os dois componentes podem ser misturados em composições variadas, trazido à solução, e secados em folhas finas por meio de um filtro a vácuo - "da mesma forma que se costuma fazer na fabricação de papel normal de celulose", diz Mezzenga. "Esta combinação de diferentes materiais com propriedades incomuns produz um novo nanocompósito com alguns benefícios importantes, "diz o professor da ETH. Por exemplo, o material é totalmente biodegradável.

p "Papel grafeno" tem recursos de memória de forma

p O grafeno é mecanicamente forte e eletricamente condutor, assim como, altamente repelente de água por natureza. Por outro lado, as fibrilas de proteína são biologicamente ativas e podem se ligar à água. Isso permite que o novo material absorva água e mude de forma sob condições de umidade variáveis. Além disso, o "papel grafeno" tem recursos de memória de forma que podem deformar ao adsorver água, e recupere a forma original após a secagem. Isso poderia ser usado, por exemplo, tanto em sensores de água quanto em atuadores de umidade.

p Mas "a característica mais interessante é que podemos usar este material como um biossensor para medir com precisão a atividade das enzimas, "diz Mezzenga. As enzimas podem digerir e quebrar as fibrilas de proteínas. Isso muda a resistência do composto, que é uma quantidade mensurável, uma vez que o papel grafeno é incorporado a um circuito elétrico. "Este recurso é, para mim, a melhor parte da história. Visto deste ângulo, poderíamos alegar ter descoberto um novo método geral para medir a atividade enzimática ”, diz o professor da ETH.

p O material também pode ser projetado para atender a outras necessidades. Por exemplo, quanto maior a proporção de grafeno, melhor conduz eletricidade. Por outro lado, quanto mais fibrilas estiverem presentes, quanto mais água pode ser absorvida por este material, com deformações aumentadas em resposta às mudanças de umidade.

p Interessantemente, este novo material pode ser feito por meios relativamente simples. A proteína, nesse caso, beta-lactoglobulina, uma proteína do leite, é primeiro desnaturado por altas temperaturas em uma solução ácida. Os produtos finais desse processo de desnaturação são fibrilas de proteínas suspensas em água; essas fibrilas agem então como estabilizadores para as folhas de grafeno hidrofóbicas e permitem que sejam finamente dispersas em água e processadas em nanocompósitos por uma tecnologia de filtração simples.

p O conceito pode ser estendido

p Em vista da tendência generalizada de proteínas de formar fibrilas, sob condições específicas, este conceito pode ser estendido, em princípio a outras proteínas alimentares, como os encontrados em ovos, soro de sangue e soja. As fibrilas de beta-lactoglobulina usadas no trabalho liderado por Mezzenga são digeridas especificamente pela pepsina, uma enzima presente no estômago para permitir a digestão de vários componentes dos alimentos. Contudo, a variação dos tipos de proteínas pode fornecer um novo método de direcionamento a uma classe muito maior de enzimas.

p Inspirado por suas pesquisas anteriores sobre fibrilas amilóides e pelo aumento do grafeno, os pesquisadores da ETH combinaram esses dois blocos de construção para gerar uma nova classe de materiais versáteis e funcionais. “Hoje em dia, papel grafeno não é mais novidade ”, diz Mezzenga, “É a combinação com fibrilas amilóides que está no centro desta nova classe de materiais híbridos”.