Desenvolvimento de filmes compósitos para aplicação antibacteriana bioinspirados na superfície super-hidrofóbica de plantas

Abstract

O presente trabalho descreve o desenvolvimento e caracterização de um material compósito polimérico contendo nanopartículas de prata, e obtenção de filmes que aliem propriedade antibacteriana e hidrofobicidade. O material desenvolvido foi bioinspirado nas estruturas da superfície foliar da espécie vegetal Colocasia esculenta (L.) Schott, que apresenta efeito Lótus devido a estruturas hierárquicas (nano e micro), porém está presente na diversidade de espécies vegetais existentes no Brasil. Foram obtidos biotemplates por hidroponia indoor da C. esculenta, cujo tubérculo é conhecido localmente como cará paulista, ou pela denominação mais abrangente, como taro. A replicação das estruturas dos biotemplates foi realizada através de duas técnicas de impressão distintas, soft lithography e impressão Drop on Demand (DoD) de materiais. A impressão DoD foi utilizada como prova em conceito para a reprodução das estruturas de folhas da C. esculenta a partir do software TopoSlicer®, desenvolvido em colaboração na presente pesquisa, que converte imagens 2D em cotas para imprimir estruturas 3D bioinspiradas, através de processo de impressão Layer by Layer (LbL). O software desenvolvido apresentou melhor performance com imagens de microscopia de força atômica (AFM) que as obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O software foi validado com a impressão DoD das estruturas com um fluido imprimível desenvolvido. O material impresso apresentou um aumento de 8° no ângulo de contato, porém a fidelidade da replicação é limitada pelo atual limite de resolução da impressora. Utilizando-se a técnica de soft lithography, a reprodução das estruturas da folha foi alcançada com êxito, resultando em ângulo de contato de aproximadamente 122° para a água e fidelidade no tamanho das estruturas originais de acordo com micrografias de MEV. Por fim, foi apresentado o desenvolvimento de dispositivos imprimíveis com propriedades bactericidas utilizando impressão do compósito de matriz polimérica, polivinil butiral incorporando nanopartículas de prata (PVB@NpAg), tendo também como inovação o uso de templates com impressão lateral de fluido contendo extrato da casca de romã como inibidor de flagelina produzida por bactérias, aglomerante de nanopartículas que causaria redução da atividade bactericida do material. Todos os filmes impressos foram submetidos testes que apresentaram inibição bacteriana.