Síntese verde de nanopartículas de ZnO mediada por extrato vegetal da casca de Caryocar brasiliense (Pequi) para aplicação em biopolímero

Considerando as diversas metodologias de preparação das nanopartículas de óxido de zinco (ZnONPs), a síntese verde revelou-se uma alternativa promissora de baixo impacto ambiental, utilizando matérias-primas renováveis. As biomoléculas presentes nos extratos vegetais mostraram-se viáveis para a produção de ZnONPs de modo geral, sendo uma rota de síntese mais econômica, muitas vezes aproveitando subprodutos descartados pela indústria alimentícia, como a casca de frutas. As ZnONPs incorporadas a filmes de pectina resultam em um material com capacidade de fotoproteção, permitindo sua aplicação na área de embalagens alimentícias. O objetivo deste estudo foi desenvolver nanopartículas de óxido de zinco por síntese verde, empregando o extrato da casca de Caryocar brasiliense (Pequi), e avaliar sua incorporação em filmes biopoliméricos de pectina para aplicações em embalagens ativas e funcionais. A utilização de uma concentração de extrato de 1:5 mostrou-se a mais promissora em comparação a outras condições, apresentando tamanho hidrodinâmico, PDI e Zeta mais favoráveis. Quanto à temperatura, pH, quantidade de precursor e tempo de reação, foram estabelecidos os parâmetros de 90 ºC, pH 10, 5 g de nitrato de zinco e 4 horas de síntese. Esses fatores foram definidos com base nas caracterizações realizadas ao longo do trabalho, como DLS, DRX, FTIR, MEV, MET e UV-Vis. O tamanho do cristalito para a amostra principal foi de 25,8 nm, com picos cristalinos correspondentes à fase hexagonal wurtzita de ZnO. A análise por FTIR revelou um pico bem definido (460 cm-1), indicando a possível presença do material. As micrografias obtidas por MEV e MET, juntamente com seus histogramas de distribuição de partículas, demonstraram partículas de tamanho médio de 65,33 nm e morfologia predominantemente esférica. Os filmes de pectina com ZnONPs incorporados demonstraram potencial na fotoproteção contra radiação UV-B, apresentando um pico em 280 nm com absorção de 60,4%. Foi possível obter ZnONPs homogêneas e de tamanho controlado por esta rota, além de garantir uma excelente incorporação e atuação no filme de pectina, indicando seu potencial para futuras análises.

Resumo (inglês)

Considering the various methodologies for preparing zinc oxide nanoparticles (ZnONPs), green synthesis has proven to be a promising alternative with low environmental impact, using renewable raw materials. Biomolecules present in plant extracts have proven viable for the production of ZnONPs in general, representing a more economical synthesis route, often utilizing byproducts discarded by the food industry, such as fruit peels. ZnONPs incorporated into pectin films result in a material with photoprotective, enabling its application in food packaging. The objective of this study was to develop zinc oxide nanoparticles by green synthesis, using Caryocar brasiliense (Pequi) peel extract, and to evaluate their incorporation into pectin biopolymer films for active and functional packaging applications. The use of an extract concentration of 1:5 proved to be the most promising compared to other conditions, presenting more favorable hydrodynamic size, PDI, and Zeta. Regarding temperature, pH, precursor amount, and reaction time, the parameters established were 90 °C, pH 10, 5 g of zinc nitrate, and 4 h of synthesis. These factors were defined based on the characterizations performed throughout the work, such as DLS, XRD, FTIR, SEM, TEM, and UV-Vis. The crystallite size for the main sample was 25.8 nm, with crystalline peaks corresponding to the hexagonal wurtzite phase of ZnO. FTIR analysis revealed a well-defined peak (460 cm-1), indicating the possible presence of the material. The micrographs obtained by SEM and TEM, along with their particle distribution histograms, demonstrated particles with an average size of 65.33 nm and predominantly spherical morphology. Pectin films with incorporated ZnONPs demonstrated potential for photoprotection against UV-B radiation, presenting a peak at 280 nm with an absorption of 60.4%. This approach yielded homogeneous and sizecontrolled ZnONPs, in addition to ensuring excellent incorporation and performance in the pectin film, indicating its potential for future analysis.

Palavras-chave

Síntese verde , Pequi , Nanopartículas de óxido de zinco , Biofilme , Green synthesis , Zinc oxide nanoparticles , Nanotechnology

Idioma

Português

Citação

MORAES, G. E. R. de. Síntese verde de nanopartículas de ZnO mediada por extrato vegetal da casca de Caryocar brasiliense (Pequi) para aplicação em biopolímero. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciências dos Materiais) - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira, 2026.