p A descoberta do grafeno trouxe muito entusiasmo para a comunidade nanotecnológica. Muito dessa empolgação se deve à possibilidade de derivar materiais à base de grafeno com aplicações em eletrônica, armazenamento de energia, sensores e dispositivos biomédicos. Apesar do potencial, Contudo, existe uma preocupação real de que os materiais à base de grafeno possam ter efeitos deletérios sobre a saúde humana e o meio ambiente. p Um aspecto particularmente interessante desse assunto são os efeitos tóxicos de materiais à base de grafeno no mundo microscópico das bactérias. Por isso mesmo, Jun Wei do Instituto de Tecnologia de Fabricação A * STAR de Cingapura e seus colegas agora compararam a atividade antibacteriana do grafite, óxido de grafite, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido usando a bactéria modelo Escherichia coli. Eles mostraram que os dois materiais à base de grafeno matam substancialmente mais bactérias do que dois materiais à base de grafite - sendo o óxido de grafeno o melhor desempenho.

p Interessantemente, As partículas de óxido de grafeno foram as menores de todos os quatro materiais de grafeno medidos por espalhamento de luz dinâmico. Wei e colaboradores acreditam que as partículas de óxido de grafeno reduzido eram maiores porque se agregavam tanto lateralmente quanto em três dimensões.

p Na verdade, o tamanho das partículas pode muito bem ser a chave para explicar por que o óxido de grafeno é tão mortal para as bactérias. Quando os pesquisadores estudaram as células afetadas usando microscopia eletrônica de varredura, eles viram que a maioria das células de E. coli estavam individualmente envolvidas por camadas de óxido de grafeno. Em contraste, As células de E. coli foram geralmente incorporadas nos agregados maiores de óxido de grafeno reduzido (ver imagem). Um mecanismo de captura de células semelhante estava operacional nos materiais à base de grafite.

p Então, por que o envolvimento de células mata mais células do que a captura de células? Os pesquisadores acreditam que o contato direto da superfície celular com o grafeno causa estresse na membrana e danos irreversíveis.

p Wei e seus colegas também investigaram os mecanismos químicos pelos quais os materiais podem desorganizar e matar bactérias. Eles descobriram que a oxidação da glutationa, um importante antioxidante celular, ocorreu na exposição ao grafite e óxido de grafeno reduzido. "Pode ser que essas estruturas atuem como pontes condutoras extraindo elétrons das moléculas de glutationa e liberando-os no ambiente externo, "diz Wei.

p Curiosamente, enquanto o efeito dos mecanismos de ruptura da membrana desaparece após quatro horas de incubação, o mecanismo de oxidação mostra apenas pequenas alterações.

p “Com o conhecimento obtido neste estudo, prevemos que as propriedades físico-químicas dos materiais à base de grafeno, como a densidade de grupos funcionais, o tamanho e a condutividade podem ser melhor ajustados para reduzir os riscos ambientais ou aumentar o potencial de aplicação, "diz Wei.