O grafeno elimina bactérias prejudiciais superbactérias mas preserva células humanas
A higiene é fundamental para itens do dia a dia que entram em contato próximo com o corpo, como roupas, máscaras e escovas de dente. Pesquisadores descobriram como o grafeno pode eliminar bactérias de maneira seletiva, preservando as células humanas. Essa descoberta abre caminho para uma nova classe de materiais antibacterianos que podem ser seguros para as pessoas e reduzir a dependência de antibióticos convencionais.
Recentemente, a 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). Este material consiste em uma única camada atômica de carbono com grupos de oxigênio, permitindo que ele se disperse bem em água e realize diversas funções.
Até agora, os cientistas não tinham plena compreensão de como o grafeno exercia seus efeitos antibacterianos. Este estudo fornece evidências claras em nível molecular que explicam como o material atua.
Ação Antibacteriana Seletiva Explicada
Os pesquisadores descobriram que o óxido de grafeno realiza o que descrevem como “ação antibacteriana seletiva”. Ele se liga e desestabiliza as membranas das bactérias, enquanto as células humanas permanecem intocadas. Esse processo é similar a como um ímã se fixa apenas em certos metais.
A 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. Em termos simples, o óxido de grafeno identifica uma característica única das bactérias, anexa-se a ela e desmantela a estrutura celular. Os fosfolipídios compõem a membrana que envolve as células, e o POPG é um tipo presente principalmente em bactérias.
Eficiência Contra Superbactérias e Promoção da Cicatrização
Quando aplicado na forma de nanofibras, esse material conseguiu inibir o crescimento de uma ampla variedade de bactérias nocivas, incluindo superbactérias resistentes a antibióticos. Testes em animais também mostraram que ele ajudou a acelerar a cicatrização de feridas sem causar inflamação.
Outra vantagem é a durabilidade. As fibras feitas com óxido de grafeno mantiveram suas propriedades antibacterianas mesmo após várias lavagens, sugerindo um grande potencial para uso em roupas, tecidos médicos e outras aplicações práticas.
Da Descoberta em Laboratório para Produtos Reais
Essa tecnologia já está sendo utilizada em produtos de consumo. Uma escova de dente antibacteriana de grafeno desenvolvida a partir de patentes de uma startup liderada por professores, a ‘Materials Creation Co., Ltd.’, já vendeu mais de 10 milhões de unidades, demonstrando um forte sucesso comercial. Além disso, o GrapheneTex, um material têxtil que incorpora essa tecnologia, foi utilizado em uniformes da equipe de demonstração de Taekwondo nos Jogos Olímpicos de Paris 2024. Espera-se que ele também apareça em roupas esportivas funcionais em eventos importantes, como os Jogos Asiáticos de 2026.
Expansão das Aplicações Além das Roupas
O Professor Sang Ouk Kim explicou: “Este estudo é um exemplo de como descobrimos cientificamente por que o grafeno pode matar seletivamente bactérias, permanecendo seguro para o corpo humano.” Ele acrescentou: “Ao utilizar esse princípio, podemos expandir além de roupas seguras sem produtos químicos agressivos para uma gama infinita 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 e Doutorado, Departamento de Ciências Biológicas) contribuiram como autores principais. O Professor Hyun Jung Chung atuou como coautor correspondente. Os resultados foram publicados em 2 de março na revista Advanced Functional Materials.
A pesquisa também recebeu atenção da Nanowerk, uma plataforma global de nanotecnologia, que a destacou como ‘Spotlight’ com o título “Óxido de grafeno destrói bactérias sem prejudicar os tecidos humanos.”
Suporte e Financiamento da Pesquisa
Este trabalho foi apoiado pelos programas ‘Desenvolvimento de Tecnologia Nano/Materiais (P&D)’, ‘Pesquisa Básica Individual’ e ‘Programa de Apoio a Pesquisadores em Meia Carreira’, todos financiados pelo Ministério da Ciência e TI.
