Inspirados nas asas de insetos que matam bactérias, como cigarras, os cientistas desenvolveram uma textura antibacteriana natural para uso em embalagens de alimentos para melhorar a vida útil e reduzir o desperdício. A nanotextura feita em laboratório por uma equipe de cientistas australianos-japoneses mata até 70% das bactérias e mantém sua eficácia quando transferida para o plástico.
Mais de 30% dos alimentos produzidos para consumo humano tornam-se resíduos, com remessas inteiras rejeitadas se for detectado crescimento bacteriano. A pesquisa define o cenário para reduzir significativamente o desperdício, principalmente nas exportações de carnes e laticínios, além de estender a vida útil e melhorar a qualidade, segurança e integridade dos alimentos embalados em escala industrial.

A ilustre professora Elena Ivanova, da RMIT University, disse que a equipe de pesquisa aplicou com sucesso um fenômeno natural a um material sintético – plástico. "Eliminar a contaminação bacteriana é um grande passo para estender a vida útil dos alimentos", disse ela.

"Sabíamos que as asas de cigarras e libélulas eram matadoras de bactérias altamente eficientes e poderiam ajudar a inspirar uma solução, mas replicar a natureza é sempre um desafio. Criamos agora uma nanotextura que imita o efeito de destruição de bactérias das asas de insetos e mantém seu efeito antibacteriano poder quando impresso em plástico. Este é um grande passo em direção a uma solução de embalagem natural, não química e antibacteriana para a indústria alimentícia e manufatureira."

A pesquisa, publicada em ACS Applied Nano Materials, é uma colaboração entre a RMIT, a Tokyo Metropolitan University e o The KAITEKI Institute da Mitsubishi Chemical. Em 2015, a Austrália exportou US$ 3,1 bilhões em alimentos e exportações agrícolas para o Japão, tornando-se o 5º maior exportador desses produtos para o país.

Como funciona

As asas de libélulas e cigarras são cobertas por uma vasta gama de nanopilares – pontas rombas de tamanho semelhante às células das bactérias. Quando as bactérias se instalam em uma asa, o padrão de nanopilares separa as células, rompendo suas membranas e matando-as. "É como esticar uma luva de látex", disse Ivanova. "À medida que se estica lentamente, o ponto mais fraco do látex se tornará mais fino e acabará rasgando."

A equipe de Ivanova desenvolveu sua nanotextura replicando nanopilares de insetos e desenvolvendo nanopadrões próprios. Para avaliar a capacidade antibacteriana do padrão, as células bacterianas foram monitoradas nas instalações de microscopia e microanálise de classe mundial da RMIT. Os melhores padrões antibacterianos foram compartilhados com a equipe do Japão, que desenvolveu uma forma de reproduzir os padrões em polímero plástico.

De volta à Austrália, a equipe de Ivanova testou os nanopadrões de plástico e encontrou aquele que melhor replicava as asas de insetos, mas também é mais fácil de fabricar e ampliar. Ivanova disse que lidar com plástico é mais difícil do que outros materiais, como silício e metais, por causa de sua flexibilidade. "A nanotextura criada neste estudo se mantém quando usada em plástico rígido. Nosso próximo desafio é adaptá-la para uso em plásticos mais macios", disse ela.

Desde que Ivanova e seus colegas descobriram a natureza de matar as bactérias das asas dos insetos há uma década, eles vêm trabalhando para projetar o nanopadrão ideal para aproveitar os poderes de matar bactérias dos insetos e usá-lo em uma variedade de materiais. Até recentemente, era difícil encontrar tecnologia adequada para reproduzir essa nanotextura em escala adequada para fabricação.

Mas agora existe tecnologia para ampliar e aplicar propriedades antibacterianas às embalagens, entre uma série de outras aplicações potenciais, como equipamentos de proteção individual.

Sua nova pesquisa se baseia em um estudo de 2020 sobre o uso de nanomateriais inspirados em insetos para combater superbactérias. A equipe está interessada em colaborar com parceiros em potencial na próxima etapa da pesquisa – aprimorando a tecnologia e determinando as melhores maneiras de fabricar em massa as embalagens antibacterianas. + Explorar mais

Asas de insetos inspiram novas formas de combater superbactérias