Notícia

Nova membrana é altamente eficiente na filtragem e inativação de ampla variedade de vírus transmitidos pelo ar e pela água

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

quarta-feira, 9 junho 2021 07:10

Áreas

Nanotecnologia. Saneamento. Saúde Pública. Tecnologias.

Os vírus podem se espalhar não apenas por meio de gotículas ou aerossóis, como o novo coronavírus, mas também na água. Na verdade, alguns patógenos potencialmente perigosos de doenças gastrointestinais são vírus transmitidos pela água.

Até o momento, esses vírus poderiam ser removidos da água por nanofiltração ou osmose reversa, mas com alto custo e forte impacto ao meio ambiente. Por exemplo, os nanofiltros para vírus são feitos de matérias-primas à base de petróleo, enquanto a osmose reversa requer uma quantidade relativamente grande de energia.

Membrana ecologicamente correta

Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Dr. Raffaele Mezzenga, professor e chefe do Laboratório de Alimentos e Materiais Leves do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), desenvolveu uma nova membrana de filtro de água que é altamente eficaz e ecologicamente correta. Para fabricá-la, os pesquisadores usaram matéria-prima natural.

A membrana do filtro funciona com o mesmo princípio que o Dr. Mezzenga e seus colegas desenvolveram para remover metais pesados ​​ou preciosos da água. Eles criaram a membrana usando proteínas de soro de leite desnaturadas que se agrupam em filamentos minúsculos chamados fibrilas amiloides. Neste caso, os pesquisadores combinaram esta estrutura de fibrila com nanopartículas de hidróxido de ferro (Fe-O-HO).

A fabricação da membrana é relativamente simples. Para produzir as fibrilas, as proteínas do soro do leite derivadas do processamento do leite são adicionadas ao ácido e aquecidas a 90 graus Celsius. Isso faz com que as proteínas se estendam e se liguem umas às outras, formando fibrilas. As nanopartículas podem ser produzidas no mesmo vaso de reação que as fibrilas: os pesquisadores aumentam o pH e adicionam sal de ferro, fazendo com que a mistura “se desintegre” em nanopartículas de hidróxido de ferro, que se ligam às fibrilas amiloides. Para esta aplicação, o Dr. Mezzenga e seus colegas usaram celulose para apoiar a membrana.

Vários vírus eliminados de forma altamente eficiente

A membrana elimina uma ampla gama de vírus transmitidos pela água, incluindo adenovírus, retrovírus e enterovírus. Este terceiro grupo pode causar infecções gastrointestinais perigosas, que matam cerca de meio milhão de pessoas todos os anos – muitas vezes crianças em países em desenvolvimento e emergentes. Os enterovírus são extremamente duros e resistentes a ácidos e permanecem na água por muito tempo, de modo que a membrana do filtro deve ser particularmente atraente para os países mais pobres, como forma de ajudar a prevenir essas infecções.

Além disso, a membrana também elimina o vírus da gripe H1N1 e até mesmo o novo coronavírus SARS-CoV-2 da água com grande eficiência. Em amostras filtradas, a concentração dos dois vírus ficou abaixo do limite de detecção, o que equivale à eliminação quase completa desses patógenos.

“Estamos cientes de que o novo coronavírus é transmitido predominantemente por gotículas e aerossóis, mas, na verdade, mesmo nessa escala, o vírus precisa ser cercado por água. O fato de podermos removê-lo de forma muito eficiente da água sublinha de forma impressionante a ampla aplicabilidade do nossa membrana”, destacou o Dr. Raffaelle Mezzenga.

Embora a membrana seja projetada principalmente para uso em estações de tratamento de águas residuais ou para tratamento de água potável, ela também pode ser usada em sistemas de filtragem de ar ou mesmo em máscaras. Por consistir exclusivamente em materiais ecologicamente corretos, a membrana poderia simplesmente ser compostada após o uso – e sua produção requer um mínimo de energia. Essas características lhe conferem uma excelente pegada ambiental, como os pesquisadores também apontam em seu estudo. Por ser passiva, a filtração não requer energia adicional, o que torna sua operação neutra em carbono e de possível aproveitamento em qualquer contexto social, desde comunidades urbanas a rurais.

Os resultados foram publicados na revista científica Nature Nanotechnology.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do ETH Zurique (em inglês).

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Pixabay.