Inserção de óxido de cobre em zamac anodizado
Insertion of copper oxide in anodized zamac
Gabriel Bruschi e Silva; Luana Góes Soares; Gabriela Rehbein; Sandra Raquel Kunst; Ana Luiza Ziulkoski; Cláudia Trindade Oliveira
Resumo
Os dois últimos anos foram marcados pela incidência de casos de COVID-19 no mundo, em que o Brasil foi o 14º país, ultrapassando a marca de 29 milhões de casos. Sabe-se que o vírus é transmitido pelo ar e sua permanência em superfícies tem sido relatada com duração de até 72 horas, especialmente em superfícies metálicas e plásticas. Isso tem impulsionado pesquisas que visam minimizar o efeito de micro-organismos, não só de vírus, mas também de bactérias, principalmente pelo contato. Com isso, o uso de nanopartículas de prata e cobre tem se intensificado, principalmente devido ao seu abrangente espectro de ação antimicrobiana e bactericida. Levando em consideração a região do Vale dos Sinos, que atua fortemente na produção de insumos metálicos, tais como puxadores, metais sanitários etc., esse trabalho teve como objetivo a incorporação de nanopartículas de cobre em zamac anodizado. Para tanto, amostras de Zamac foram anodizadas e seladas em extrato vegetal contendo adições de CuCl2. As amostras foram caracterizadas quanto à morfologia e quanto ao efeito bactericida em Escherichia Coli. A amostra selada (ZS) apresentou fissuras na superfície contendo cristalitos menos definidos que na amostra somente anodizada (ZA), decorrente de um processo aparente de hidratação. A amostra de zamac anodizada apresentou melhor desempenho bactericida entre todas as amostras, ou seja, menor proliferação de Escherichia coli, o que foi atribuído a presença dos oxalatos de zinco, óxidos de zinco e alumínio, formados durante a anodização apresentando uma atividade fotocatalítica antibactericida.
Palavras-chave
Abstract
The last two years were marked by the incidence of COVID-19 cases in the world, in which Brazil was the 14th country, surpassing the mark of 29 million cases. It is known that the virus is transmitted through the air and its presence on surfaces has been reported to last up to 72 hours, especially on metal and plastic surfaces. This has driven research that aims to minimize the effect of microorganisms, not only viruses, but also bacteria, mainly through contact. As a result, the use of nanoparticles has intensified, mainly due to their comprehensive spectrum of antimicrobial and bactericidal action. Taking into account the Vale dos Sinos region, which is heavily involved in the production of metallic inputs, such as handles, sanitary metals, etc., this work aimed to incorporate of silver and copper nanoparticles into anodized zamac. To this end, Zamac samples were anodized and sealed in plant extract containing additions of CuCl2. The samples were characterized in terms of morphology and bactericidal effect on Escherichia Coli. The sealed sample (ZS) showed cracks on the surface containing less defined crystallites than in the anodized-only sample (ZA), resulting from an apparent hydration process. The anodized zamac sample showed the best bactericidal performance among all the samples, that is, less proliferation of Escherichia coli, which was attributed to the presence of zinc oxalates, zinc and aluminum oxides, formed during anodization, presenting antibacterial photocatalytic activity
Keywords
Referências
1 Organização Mundial da Saúde. Atualizações epidemiológicas semanais. Brasília: OMS; 2021. p. 1-4. (Boletim Técnico).
2 van Doremalen N, Bushmaker TM, Morris DH, Holbrook MG, Gamble A, Williamson BN, et al. Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1. The New England Journal of Medicine. 2020;382(16):1564-1567. http://doi.org/10.1056/NEJMc2004973.
3 Bianchin ACV, Maldaner GR, Fuhr LT, Beltrami LVR, Malfatti CF, Rieder ES, et al. A model for the formation of niobium structures by anodization. Materials Research. 2017;20(4):1010-1023. http://doi.org/10.1590/1980- 5373-mr-2016-0392.
4 Dieter FB, Scheffel LF, Morisso FDP, Carone CLP, Kunst SR, Führ LT, et al. Análise dos efeitos da adição de alumina (Al2 O3 ) na microestrutura e dureza do zamac 5 fundido por gravidade. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2020;17(4):e1963. http://doi.org/10.4322/2176-1523.20201963.
5 Bianchin ACV, Kunst SR, Mueller LT, Ferreira JZ, Morisso FDP, Carone CLP, et al. Influence of the anodization process on zamak. Materials Research. 2020;23(4):e20190601. http://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2019-0601.
6 Milcharek FR, Kunst SR, Oliveira CT, Hernandez PCJ. Surface characterization of anodized Zamac 5. Research. Social Development. 2022;16:e61111637702.
7 Dienstmann FK, Fuhr LT, Scheffel LF, Carone CLP, Morisso FDP, Schneider EL, et al. Tratamento térmico em Zamac visando diminuir defeitos de porosidade. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2021;18:e2070. http://doi.org/10.4322/2176-1523.20212070.
8 Fuhr LT, Bianchin ACV, Vecchia FD, Morisso FDP, Moura ABD, Martins RM, et al. Influência dos defeitos de solidificação na resistência à corrosão do Zamac 5 obtido por injeção sob pressão. Matéria. 2020;25(2):e12630. http://doi.org/10.1590/s1517-707620200002.1030.
9 Kunst SR, Bianchin ACV, Mueller LT, Santana JA, Volkmer TM, Morisso FDP, et al. Model of anodized layers formation in Zn-Al (Zamak) aiming to corrosion resistance. Journal of Materials Research and Technology. 2021;12:831-847. http://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.03.027.
10 Ben-hur RS, Kunst SR, Soares LG, Lovato T, Schneider GJ, Volz DR, et al. Incorporation of silver nanoparticles into anodized Zamac 5. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2023;20:e2854.
11 Indira K, Mudali UK, Nishimura T, Rajendran NA. Review on TiO2 nanotubes: influence of anodization parameters, formation mechanism, properties, corrosion behavior, and biomedical applications. Journal of Bio- and TriboCorrosion. 2015;1(4):28. http://doi.org/10.1007/s40735-015-0024-x.
12 Bianchin ACV. Otimização do processo de anodização a partir da patente BR 10 2019 0049 26 0, visando a resistência à corrosão de Zamac 5 [dissertação]. Novo Hamburgo: Universidade Feevale; 2019.
13 Costa CD. Selagem de zamac anodizado [trabalho de conclusão de curso]. Novo Hamburgo: Universidade Feevale; 2022.
14 Kowalski D, Kim D, Schmuki P. TiO2 nanotubes, nanochannels and mesosponge: self-organized formation and applications. Nano Today. 2013;8(3):235-264. http://doi.org/10.1016/j.nantod.2013.04.010.
15 Ramos-Fernandez EV, Redondo-Murcia A, Grau-Atienza A, Sepúlveda-Escribano A, Narciso J. Clean production of Zeolitic Imidazolate Framework 8 using Zamak residues as metal precursor and substrate. Journal of Cleaner Production. 2020;260:121081. http://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121081.
16 Mahmoodi S, Elmi A, Hallaj Nezhadi S. Copper nanoparticles as antibacterial agents. Journal of Molecular Pharmaceutics & Organic Process Research. 2018;6(1):1-7. http://doi.org/10.4172/2329-9053.1000140.
17 Wu J, Wu Y, Yuan Y, Xia C, Saravanan M, Shanmugam S, et al. Eco-friendly, green synthesized copper oxide nanoparticle (CuNPs) from an important medicinal plant Turnera subulata Sm. and its biological evaluation. Food and Chemical Toxicology. 2022;168:113366. http://doi.org/10.1016/j.fct.2022.113366. PMid:35977621.
18 Zanoni ET. Avaliação da atividade antimicrobiana e adsortividade de nanopartículas de sílica dopadas com CuO. Matéria. 2019;24(1):e12309.
19 Peng Z, Wu D, Wang W, Tan F, Wang X, Chen J, et al. Effect of metal ion doping on ZnO nanopowders for bacterial inactivation under visible-light irradiation. Powder Technology. 2017;315:73-80. http://doi.org/10.1016/j. powtec.2017.03.052.
20 Raghavendra VB, Shankar SM, Govindappa M, Pugazhendhi A, Sharma M, Nayaka SC. Green synthesis of Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) for effective degradation of dye, polyethylene and antibacterial performance in waste water treatment. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2022;32(2):614-630. http://doi. org/10.1007/s10904-021-02142-7.
21 Stoimenov PK, Klinger RL, Marchin GL, Klabunde KJ. Metal oxide nanoparticles as bactericidal agentes. Langmuir. 2002;18(17):6679-6686. http://doi.org/10.1021/la0202374.
22 Brayner R, Ferrari-Iliou R, Brivois N, Djediat S, Benedetti MF, Fiévet F. Toxicological impact studies based on Escherichia coli bacteria in ultrafine ZnO nanoparticles colloidal medium. Nano Letters. 2006;6(4):866-870. http:// doi.org/10.1021/nl052326h. PMid:16608300.
23 Laskowski RA, Creed JA, Raghupathi R. Pathophysiology of Mild TBI: implications for altered signaling pathways. In: Kobeissy FH, editor. Brain neurotrauma: molecular, neuropsychological, and rehabilitation aspects. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis; 2015. chap. 4. PMID: 26269903.
24 Gao P, Zhang H, Dinavahi R, Li F, Xiang Y, Raman V, et al. HIF-dependent antitumorigenic effect of antioxidants in vivo. Cancer Cell. 2007;12(3):230-238. http://doi.org/10.1016/j.ccr.2007.08.004.
25 Jehad M, Yousef E, Danial N. In vitro antibacterial activity and minimum inhibitory concentration of zinc oxide and nano-particle zinc oxide against pathogenic strains. Journal of Health Sciences. 2012;4:38-42.
26 Mushtaq SO, Ruhani S, Ankush AAS, Sanjay K, Kamlendra A, Chandra SY, et al. Green synthesis of ZnO nanoparticles from saffron corm extract and their bactericidal activity. Materials Today: Proceedings. 2022;69:74-81.
Submetido em:
07/03/2023
Aceito em:
17/10/2024