A higiene é importante para itens de uso diário que entram em contato próximo com o corpo, incluindo roupas, máscaras e escovas de dente. Os cientistas descobriram agora como o grafeno pode matar bactérias seletivamente, deixando as células humanas intactas. Esta descoberta aponta para uma nova classe de materiais antibacterianos que podem ser seguros para os seres humanos e capazes de reduzir a dependência dos antibióticos tradicionais.
A KAIST anunciou recentemente que uma equipe de pesquisa conjunta liderada pelo Professor Sang Ook Kim do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e pelo Professor Hyun Joong 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 ligados, o que lhe confere a capacidade de se dispersar bem na água e desempenhar diversas funções.
Até agora, os cientistas não entendiam completamente como o grafeno alcançava o seu efeito antibacteriano. Esta pesquisa fornece evidências claras em nível molecular que explicam como o material funciona.
Explicação da ação antibacteriana seletiva
Os pesquisadores descobriram que o óxido de grafeno tem o que descrevem como um “efeito antibacteriano seletivo”. Ele se liga às membranas bacterianas e as destrói sem afetar as células humanas. O processo é semelhante a como um ímã adere 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. Em palavras simples, o óxido de grafeno determina a característica única das bactérias, liga-se a elas e destrói a estrutura celular. Os fosfolipídios constituem a membrana que envolve as células, e o POPG é o tipo encontrado principalmente nas bactérias.
Eficaz contra Superbactérias e promove a cura
Quando usado como nanofibra, este material foi capaz de impedir o crescimento de uma ampla gama de bactérias nocivas, incluindo superbactérias resistentes a antibióticos. Os testes em animais também mostraram que promoveu uma cicatrização mais rápida de feridas sem causar inflamação.
Outra vantagem é a durabilidade. As fibras feitas de óxido de grafeno retêm suas propriedades antibacterianas mesmo após lavagens repetidas, indicando grande potencial para uso em roupas, tecidos médicos e outras aplicações práticas.
De descobertas de laboratório a produtos reais
Essa tecnologia já é utilizada em produtos de consumo. A escova de dentes antibacteriana de grafeno desenvolvida com base em patentes da startup liderada pelo corpo docente “Materials Creation Co., Ltd.” já vendeu mais de 10 milhões de unidades, demonstrando grande sucesso comercial. Além disso, o GrapheneTex, material têxtil que utiliza essa tecnologia, foi utilizado nos uniformes da equipe de demonstração de Taekwondo nas Olimpíadas de Paris em 2024. Espera-se também que apareça em roupas esportivas funcionais nos próximos grandes eventos, como os Jogos Asiáticos de 2026.
Expandindo aplicações além do vestuário
O professor Sang Ook Kim explicou: “Esta pesquisa é um exemplo da descoberta científica de por que o grafeno pode matar bactérias seletivamente, permanecendo seguro para o corpo humano”. Ele acrescentou: “Usando este princípio, podemos ir além de roupas de segurança agressivas, livres de produtos químicos, para uma gama infinita de aplicações, incluindo vestíveis e sistemas têxteis médicos”.
Sujin Cha (programa de doutorado, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais) e Joo Yong Chung (programa integrado de mestrado / doutorado, Departamento de Ciências Biológicas) contribuíram como primeiros autores. O professor Hyun Jung Chung contribuiu como coautor. As descobertas foram publicadas em 2 de março na revista Advanced Functional Materials.
A pesquisa também chamou a atenção da Nanowerk, uma plataforma global de nanotecnologia, que a apresentou como um “destaque” sob o título “Óxido de grafeno mata bactérias sem prejudicar o tecido humano”.
Apoio e financiamento à investigação
Este trabalho foi apoiado pelo Programa de Desenvolvimento de Tecnologia de Nano/Materiais (P&D), pelo Programa Individual de Pesquisa Básica e pelo Programa de Apoio ao Pesquisador de Nível Médio financiado pelo Ministério da Ciência e TIC.
