Nanotecnologia verde: utilização de fungos endofíticos de mangue na síntese de nanopartículas de óxido de zinco e otimização do processo

Abstract

A síntese verde de nanopartículas de óxido de zinco (ZnONPs) tem sido amplamente investigada como alternativa sustentável aos métodos químicos convencionais. Fungos endofíticos (FE) representam microrganismos promissores para a biossíntese de nanomateriais devido à produção de metabólitos extracelulares capazes de atuar como agentes redutores e estabilizantes. Neste estudo, sete linhagens fúngicas isoladas de plantas de mangue foram avaliadas quanto à capacidade de biossintetizar ZnONPs utilizando acetato de zinco diidratado (Zn(CH₃COO)₂·2H₂O) como metal precursor. A formação das nanopartículas foi inicialmente evidenciada pelo aparecimento de precipitado branco nas reações. O ajuste do pH para condições alcalinas favoreceu significativamente a síntese de ZnONPs, resultando em maiores massas de material obtido, com valores máximos de 0,2300 g para a linhagem ASP9, 0,2224 g para AS2 e 0,2100 g para ASP6. Com base nos parâmetros de caracterização físico-química, as linhagens ASP8 e Nemania sp. RMP5 foram selecionadas para a etapa de otimização da síntese. A variação da concentração do precursor (45,45 -1 mM) influenciou significativamente o tamanho hidrodinâmico (DLS) das partículas, sendo observados os menores valores a 12,5 mM para ASP8 (352,6 nm) e RMP5 (325,7 nm). Os valores de índice de polidispersão (PDI) variaram entre 0,104 e 0,808, enquanto o potencial zeta (Pζ) apresentou variação entre +11,3 mV e −18,4 mV, indicando baixa estabilidade coloidal e tendência à aglomeração. Os resultados demonstram o potencial de FE de mangue para a biossíntese de ZnONPs e indicam que o controle do pH e da concentração do precursor são parâmetros determinantes para a obtenção de nanopartículas com características adequadas.

The green synthesis of zinc oxide nanoparticles (ZnONPs) has been extensively investigated as a sustainable alternative to conventional chemical methods. Endophytic fungi (EFs) represent promising microorganisms for the biosynthesis of nanomaterials due to the production of extracellular metabolites capable of acting as reducing and stabilizing agents. In this study, seven fungal strains isolated from mangrove plants were evaluated for their ability to biosynthesize ZnONPs using zinc acetate dihydrate (Zn(CH₃COO)₂·2H₂O) as a precursor metal. The formation of nanoparticles was initially evidenced by the appearance of a white precipitate in the reactions. Adjusting the pH to alkaline conditions significantly favored the synthesis of ZnONPs, resulting in higher material masses, with maximum values of 0,2300 g for the ASP9 strain, 0,2224 g for AS2, and 0,2100 g for ASP6. Based on the physicochemical characterization parameters, the ASP8 and Nemania sp. RMP5 strains were selected for the synthesis optimization. The variation in precursor concentration (45,45 -1 mM) significantly influenced the hydrodynamic size (DLS) of the particles, with the smallest values observed at 12,5 mM for ASP8 (352,6 nm) and RMP5 (325,7 nm). Polydispersity index (PDI) values ranged from 0,104 to 0,808, while the zeta potential (Pζ) varied between +11,3 mV and −18,4 mV, indicating low colloidal stability and a tendency towards agglomeration. The results demonstrate the potential of mangrove EFs for the biosynthesis of ZnONPs and indicate that controlling the pH and precursor concentration are key parameters for obtaining nanoparticles with suitable characteristics.