Uma nova abordagem para melhorar a cor e as propriedades antimicrobianas da madeira de pinho e faia usando Se

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12972 (2023) Citar este artigo

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A madeira de pinho (PW) e a faia (BW) são as madeiras mais utilizadas em móveis e outras aplicações devido às suas características únicas e baixo custo de usinagem. No entanto, a sua biodegradabilidade e o seu variado teor de humidade limitam a sua utilização e durabilidade mais amplas. Portanto, neste estudo, a nanotecnologia foi utilizada como uma nova abordagem ecológica para aumentar a durabilidade, as propriedades antimicrobianas e a cor da madeira. Nanopartículas de selênio (Se-NPs) foram preparadas em formato esférico em concentrações variadas (25 e 50 mM) usando um método ecologicamente correto na faixa de 35–80 e 40–155 nm, respectivamente. A formação de Se-NPs em nanoescala foi confirmada usando análise UV/Vis, microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e difração de raios X (XRD). Os Se-NPs preparados foram então impregnados em PW e BW por diferentes períodos variando de 2 horas a 1 semana. A madeira tratada foi então lixiviada em água destilada por 14 dias para eliminar o excesso de Se-NPs da superfície da madeira. As superfícies de madeira tratada foram examinadas usando espectroscopia de raios X de energia dispersiva (EDX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, foi determinada a profundidade de penetração dos Se-NPs na madeira tratada nos lados tangencial e radial. Foram avaliados os impactos dos Se-NPs nas propriedades de cor, densidade, teor de umidade e atividades antimicrobianas da madeira tratada. O PW tratado com Se-NPs apresentou melhores características antimicrobianas e de cor do que o BW tratado. Amostras PW imersas em Se-NPs 50 mM por 2 h apresentaram os maiores valores de K/S, enquanto os maiores valores antimicrobianos foram obtidos para aquelas imersas na mesma concentração por 2 dias e 1 semana.

A madeira tem sido utilizada há séculos por muitas razões devido às suas excelentes qualidades. Representa uma matéria-prima primária devido à sua alta resistência, baixo peso e relativa durabilidade. Portanto, pode ser utilizado em inúmeras aplicações, como aplicações internas e externas, se tratado com materiais eficientes1,2. Toda a madeira é derivada de árvores de madeira macia ou dura, de acordo com a classificação botânica, como o pinheiro (Pinus sylvestris) e a faia (Fagus sylvatica)3,4. O PW é utilizado em móveis devido à sua boa relação resistência-peso; e, portanto, é normalmente considerada uma madeira atraente5. BW é uma madeira robusta que usina bem e é ideal para dobra a vapor6. Além disso, é um material com preço razoável e baixo custo de usinagem7. Entretanto, existem duas desvantagens que minimizam principalmente seu uso mais amplo e durabilidade, incluindo a biodegradabilidade e a instabilidade dimensional como resultado da alteração no seu teor de umidade8,9,10. Além disso, os tratamentos tradicionais da madeira, incluindo tintas, corantes, vernizes, polidores e adesivos, se não forem manuseados adequadamente, podem prejudicar o meio ambiente e o homem11.

A este respeito, o uso da nanotecnologia pode aumentar a durabilidade da madeira, aumentando assim a vida útil dos produtos de madeira, como móveis, devido às propriedades únicas das NPs na faixa de 100 nm ou menos12. Os conceitos das ciências biológicas, físicas, materiais e químicas estão se fundindo na nanotecnologia para o desenvolvimento de diversas tecnologias13. Ao utilizar diferentes NPs para proteção da madeira, é possível reduzir a absorção de umidade e melhorar a proteção ultravioleta, as propriedades mecânicas e a resistência ao fogo14,15,16,17. As NPs fornecem uma ampla variedade de classes antimicrobianas e oferecem ação antibacteriana persistente com pouca toxicidade18. Além disso, possuem a capacidade de conferir propriedades multifuncionais e coloração aos materiais sem comprometer as características inerentes ao substrato19,20. Uma ampla gama de ajustes de cores é possível devido às propriedades ópticas dos NPs, como ressonância plasmônica de superfície, efeitos de confinamento quântico e cores estruturadas por NPs. Ao alterar tamanho, forma, composição e função superficial, os NPs poderiam ter cores diferentes21,22.