Nanomateriais: usos e riscos ambientais e à saúde

Descubra o que são nanomateriais, suas vantagens e os possíveis riscos associados ao seu uso

Nanomateriais são diferentes materiais que possuem, no mínimo, uma dimensão externa limitada à escala de 1 a 100 nanômetros. Eles variam em tamanho, composição química, forma e superfície. Os nanomateriais podem:

• ocorrer naturalmente,
• ser criados como subprodutos de reações de combustão, ou
• ser produzidos de propósito, por meio de engenharia para desempenhar uma função específica, por meio da nanotecnologia.

A nanotecnologia é um ramo da ciência, da engenharia e da tecnologia. Ela consiste em manipular átomos e moléculas, ou seja, a estrutura molecular dos materiais. Isso para alterar suas propriedades em uma escala nanométrica, de cerca de 1 a 100 nm.

A manipulação da matéria pela nanotecnologia inclui o desenvolvimento de novos produtos e materiais. Estes que podem ser usados em diversos setores, como na área de saúde, eletrônica, ciências da computação, biologia, engenharia, química e muitos outros. Os novos materiais oriundos dessa manipulação são chamados nanomateriais.

Usos e importância dos nanomateriais

A pesquisa nesta área tem encontrado uma ampla variedade de maneiras de construir produtos e processos cada vez menores, em nanoescala. Assim, para tirar vantagem de suas propriedades aprimoradas, como:

• Resistência mecânica;
• Leveza;
• Propriedades físico-químicas melhoradas;
• Maior controle do espectro de luz e;
• Maior reatividade química do que seus equivalentes em grande escala.

O uso de nanomaterias resulta na capacidade tecnológica de gerar materiais de uma maneira particular para desempenhar um papel específico. Portanto, ele abrange vários setores, desde saúde e cosméticos até preservação ambiental e purificação do ar. O campo da saúde utiliza nanomateriais de várias maneiras. Alguns exemplos principais incluem o uso e a distribuição de medicamentos.

Um exemplo desse processo é o desenvolvimento de nanopartículas que podem auxiliar no transporte de medicamentos de anti-câncer diretamente para tumores cancerosos. Além disso, para levar drogas a artérias danificadas para combater doenças do coração.

Os processos de preservação ambiental também fazem uso de nanomateriais, como nanofios. Aplicações estão sendo desenvolvidas para usar nanofios de óxido de zinco em células solares flexíveis. Assim como para desempenhar um papel no tratamento de água poluída.

Na verdade, os nanomateriais podem ser encontrados em uma ampla gama de indústrias e produtos de consumo. Na indústria cosmética, nanopartículas minerais, como o óxido de titânio, são utilizadas em protetores solares, para aprimorar suas características de proteção.

Alguns nanomateriais também foram desenvolvidos para uso militar. Um exemplo é o uso de nanopartículas de pigmentos móveis para produzir uma melhor forma de camuflagem. Isso por meio da injeção das partículas no material dos uniformes dos soldados. Além disso, os militares desenvolveram sistemas de sensores usando nanomateriais, como o dióxido de titânio, que podem detectar agentes biológicos.

Benefícios dos nanomateriais

Os nanomateriais apresentam propriedades que oferecem várias vantagens diferentes em comparação com a forma volumosa de outros materiais.  Particularmente o tamanho médio reduzido e a leveza. Além disso, sua versatilidade em termos de adaptação para requisitos específicos acentua sua utilidade. 

Uma vantagem adicional é sua alta porosidade, o que aumenta a demanda para seu uso em uma infinidade de indústrias. Incluindo, aeroespacial, energia, tecnologia da informação, medicina, defesa nacional e transporte.

Os nanomateriais também devem apresentar uma série de vantagens na indústria de eletrônicos e computação. Sua utilização permitirá um aumento na precisão da construção de circuitos eletrônicos em nível atômico, auxiliando no desenvolvimento de inúmeros produtos eletrônicos.

No Brasil, um grupo de cientistas vêm tentando patentear sua invenção de nanomaterial que utiliza extrato de babosa. O extrato serve como um reagente para a criação dos nanomateriais, que serão usados para o armazenamento de energia e a sua conversão. 

Os nanomateriais provenientes deste processo também podem ser aplicáveis na produção  de baterias, células combustíveis, biodiesel e fotocatálise. 

A proporção muito grande entre superfície e volume dos nanomateriais é especialmente útil em seu uso na área médica. Isso permite a ligação de células e ingredientes ativos. Desse modo, resultando na vantagem óbvia de um aumento na probabilidade de combater com sucesso várias doenças.

As possíveis desvantagens dos nanomateriais

Além de seus benefícios, há também uma série de desvantagens associadas ao uso de nanomateriais. Como são, relativamente, uma novidade, ainda há pouca informação sobre os aspectos de saúde e segurança da exposição a esses materiais.

Atualmente, uma das principais desvantagens associadas aos nanomateriais é considerada a exposição por inalação. Estudos mostram, por exemplo, que alguns tipos de nanomateriais, como nanotubos de carbono e nanofibras, podem causar efeitos pulmonares prejudiciais. Incluindo a fibrose pulmonar. Outros riscos possíveis para a saúde são a exposição à ingestão e os riscos de explosão de poeira.

Efeitos Nocivos dos nanomateriais

Os potenciais efeitos devem depender do destino das nanopartículas no corpo. Apenas uma quantidade mínima de doses de nanopartículas escapam dos pulmões ou do intestino.

Entretanto, a exposição a longo prazo ainda pode significar um grande número de partículas distribuídas pelo organismo. A parte delas seria retida no fígado ou no baço, mas algumas parecem atingir todos os tecidos e órgãos. Também pode haver entrada no cérebro através das membranas internas do nariz.

O uso mais amplo de nanomateriais também poderá levar a um aumento na exposição ambiental. A ciência ainda sabe muito pouco sobre como eles podem se comportar no ar, na água ou no solo.

No entanto, é possível que nanopartículas projetadas possam acabar em corpos d’água, como lagos e rios. Desse modo, colocando várias espécies em risco e induzindo um declínio nos processos vitais, como o crescimento e a reprodução. Os mesmos problemas causados ​​pelos nanomateriais em ecossistemas de água doce provavelmente afetam também os ecossistemas e animais marinhos.

As avaliações de risco associadas a possíveis efeitos ambientais dos materiais já comprovaram isso. De fato, indica-se que os nanomateriais presentes ​​em produtos cosméticos aplicados na pele, como protetor solar, acabam em ecossistemas aquáticos. 

O acúmulo de nanomateriais no meio ambiente em geral é uma preocupação para ambientalistas. As concentrações desses nanomateriais projetados são muito pequenas. Porém, a liberação repetida pode fazer com que as concentrações aumentem com o tempo, exacerbando os potenciais efeitos negativos.

Uso cotidiano de produtos com nanomateriais preocupa

Você sabia que alimentos, cosméticos e roupas podem conter nanomateriais sem que você saiba? Isso acontece porque a nanotecnologia é relativamente nova e o uso desses materiais ainda não é regulamentado. Assim, eles não aparecem nos rótulos como componentes ativos dos produtos.

Segundo um estudo publicado na revista científica Nature Communications, em longo prazo, os nanomateriais podem ser perigosos. Eles são difíceis de medir, entram facilmente na cadeia alimentar e ainda podem penetrar nas células do corpo, acumulando-se nos órgãos.

Segundo os pesquisadores, os nanomateriais se ligam fortemente aos micro-organismos vivos, que são uma fonte de alimento para outros organismos. Dessa forma, acabam invadindo a cadeia alimentar.

Uma vez dentro de um organismo, os nanomateriais podem mudar sua forma e tamanho. Assim, podendo se transformar em um material perigoso, penetrando nas células e se espalhando para outros órgãos. O estudo revela que os nanomateriais tendem a se acumular sobretudo no cérebro.

As descobertas reafirmam a necessidade de mais estudos e pesquisas sobre o assunto. E, principalmente, o desenvolvimento de métodos eficazes para medir os riscos da exposição aos nanomateriais. Finalmente, assegurando a segurança e o bem-estar das pessoas, da vida selvagem e dos ecossistemas.

Compreender os nanomateriais e seus potenciais perigos pode ajudar os formuladores de políticas a elaborar regras mais rígidas para o uso desses materiais. Além de regulamentar a maneira como eles aparecem nos rótulos dos produtos. Afinal, as pessoas têm o direito de saber exatamente o que estão consumindo – e a que riscos estão expostas.