O principal objetivo do presente estudo foi sintetizar um nanocompósito usando grafeno e nanopartículas de ferrita de manganês (MnFe2O4-G) e avaliar sua atividade antibacteriana para aplicações em processos de tratamento de água. Suas características morfológicas foram avaliadas por técnicas instrumentais tais como microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados de caracterização indicaram que o nanocompósito apresentou nanopartículas de aproximadamente 25 nm bem dispersas em nanofolhas de grafeno grandes (14 μm) e transparentes. A atividade antibacteriana foi avaliada em um experimento batelada usando uma concentração de 40 μg mL-1 de nanocompósito (MnFe2O4-G, nanopartículas de MnFe2O4 ou óxido de grafeno), 1x105 CFU mL-1 de Escherichia coli e 8 h de tempo de contato à temperatura ambiente. A maior capacidade antibacteriana foi observada para o nanocompósito híbrido (91,91%), decorrente do efeito sinérgico do grafeno e as nanopartículas de ferrita de manganês. Vários mecanismos foram propostos para explicar atividade antibacteriana efetiva do MnFe2O4-G, tais como aprisionamento, stress oxidativo, efeito de corte afiado, entre outros. Portanto, os resultados mostraram que MnFe2O4-G é uma alternativa em potencial para processes de tratamento de água como agente antibacteriano.
Palavras-chave: antimicrobiano, magnético, nanopartícula.
The main objective of this study was to synthesize a nanocomposite using graphene and manganese ferrite nanoparticles (MnFe2O4-G) and to evaluate its antibacterial activity for water treatment purposes. Its morphological characteristics were evaluated by instrumental techniques, such as scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The characterization results indicated that the nanocomposite presented nanoparticles of approximately 25 nm well dispersed in transparent and large (14 μm) graphene nanosheets. The antibacterial activity was evaluated in a batch experiment using a concentration of 40 μg mL-1 of nanocomposite (MnFe2O4-G, bare MnFe2O4 nanoparticles or graphene oxide), 1x105 CFU mL-1 of Escherichia coli, and 8 h of contact time at room temperature. The highest antibacterial capacity was observed for the hybrid nanocomposite (91.91%), due to the synergic effect of graphene and MnFe2O4 nanoparticles. Various mechanisms were proposed to explain the effective antibacterial activity of MnFe2O4-G, such as wrapping, oxidative stress, sharp-edge cutting effect, among others. The results showed that MnFe2O4-G is a potential alternative in water treatment processes as an antibacterial agent.
