A higiene dos itens do dia a dia que entram em contato próximo com o corpo, incluindo roupas, máscaras e escovas de dente, é fundamental. Os cientistas descobriram agora como o grafeno pode eliminar seletivamente as bactérias, deixando as células humanas ilesas. A descoberta aponta para uma nova classe de materiais antimicrobianos que são seguros para os seres humanos e podem reduzir a dependência dos antibióticos tradicionais.
Recentemente, o KAIST anunciou que uma equipe de pesquisa colaborativa liderada pelo Professor Sang Ouk Kim do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e pelo Professor Hyun Jung Chung do Departamento de Ciências Biológicas identificou o mecanismo por trás das propriedades antibacterianas do óxido de grafeno (GO). O material consiste em uma única camada atômica de carbono com grupos de oxigênio ligados, permitindo que ele se disperse bem na água e desempenhe uma série de funções.
Até agora, os cientistas não compreenderam completamente como o grafeno atinge os seus efeitos antibacterianos. O estudo fornece evidências claras em nível molecular para explicar como o material funciona.
Explicação dos efeitos antibacterianos seletivos
Os pesquisadores descobriram que o óxido de grafeno tem o que chamam de “efeito antimicrobiano seletivo”. Ele se liga e rompe as membranas bacterianas, deixando as células humanas inalteradas. O processo é semelhante ao modo como os ímãs aderem apenas a certos metais.
Essa seletividade vem dos grupos contendo oxigênio na superfície do óxido de grafeno. Esses grupos se ligam especificamente a uma molécula chamada POPG, que é encontrada nas membranas celulares bacterianas, mas não nas células humanas. Resumindo, o óxido de grafeno reconhece as características únicas das bactérias, liga-se a elas e perturba a estrutura celular. Os fosfolipídios constituem as membranas que circundam as células, e o POPG é um tipo encontrado principalmente em bactérias.
Combate eficazmente as superbactérias e promove a cura
Quando aplicado na forma de nanofibras, o material é capaz de impedir o crescimento de uma variedade de bactérias nocivas, incluindo superbactérias resistentes a antibióticos. Os testes em animais também mostram que pode ajudar as feridas a cicatrizarem mais rapidamente, sem causar inflamação.
Outra vantagem é a durabilidade. As fibras feitas de óxido de grafeno retêm suas propriedades antibacterianas mesmo após lavagens repetidas, sugerindo um enorme potencial para uso em roupas, tecidos médicos e outras aplicações práticas.
Da descoberta em laboratório ao produto real
A tecnologia já está sendo utilizada em produtos de consumo. A Materials Creation Co., Ltd., uma nova empresa liderada por professores, vendeu mais de 10 milhões de escovas de dente antibacterianas de grafeno por meio de desenvolvimento patenteado, demonstrando grande sucesso comercial. Além disso, o material têxtil GrapheneTex que utiliza essa tecnologia também tem sido utilizado nos uniformes da equipe de taekwondo das Olimpíadas de 2024 em Paris. Também se espera que apareça em roupas esportivas funcionais para grandes eventos, como os próximos Jogos Asiáticos de 2026.
Expanda os aplicativos além das roupas
O professor Sang Ouk Kim explicou: “Este estudo é um exemplo de ciência que revela por que o grafeno pode matar bactérias seletivamente, permanecendo seguro para o corpo humano”. Ele acrescentou: “Ao explorar este princípio, podemos expandir de roupas seguras sem produtos químicos agressivos para uma gama ilimitada de aplicações, incluindo dispositivos vestíveis e sistemas têxteis médicos”.
Sujin Cha (programa de doutorado, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais) e Ju Yeon Chung (programa integrado de mestrado/doutorado, Departamento de Ciências Biológicas) são os primeiros autores. O professor Hyun Jung Chung é o co-autor correspondente. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista “Advanced Functional Materials” em 2 de março.
Esta pesquisa também atraiu a atenção da plataforma global de nanotecnologia Nanowerk, que a utilizou como um “holofote” com o título “O óxido de grafeno elimina bactérias sem prejudicar o tecido humano”.
Apoio e financiamento à investigação
Este trabalho foi apoiado pelo Programa de Desenvolvimento de Tecnologia (P&D) de Nano/Materiais, pelo Programa Individual de Pesquisa Básica e pelo Programa de Apoio a Pesquisadores em Meio de Carreira, todos financiados pelo Ministério da Ciência e TIC.
