BIOSSÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS DE NIÓBIO A PARTIR DA BIOLIXIVIAÇÃO DE FONTES SECUNDÁRIAS

 

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

 

 

 

RESUMO 

Nióbio é um metal crítico cuja maior concentração mineral está retida em território brasileiro. Processos biológicos, como a biolixiviação, são oportunos para reduzir os danos causados pela extração mineralógica do metal. Por outro lado, otimizar as propriedades do nióbio, como o aumento da área de superfície, por meio da síntese de nanopartículas, traz à tona uma nova motivação para explorar o metal. Todavia, deve-se eliminar danos ambientais provocados pelo uso de reagentes tóxicos por meio de biossíntese de nanopartículas por fungos. Dessa forma, no LAREX, desenvolve-se uma rota biohidrometalúrgica para fontes secundárias, como a columbita, para que o nióbio obtido seja aplicado na biossíntese de nanopartículas, que podem ser utilizadas em aplicações diversas, como na biomedicina e agricultura.  Para isso, fungos coletados de área mineralógica foram coletados e passaram por caracterização macro e micromorfológica com subsequentes avaliações qualitativas e quantitativas para avaliar o potencial de uso para a biolixiviação e para biossíntese de nanopartículas. Por meio dessa triagem, o fungo com maior tolerância para dar seguimento aos ensaios de biolixiviação e de biossíntese de nanopartículas será selecionado. Por fim, essas nanopartículas serão caracterizadas e passarão por ensaios biológicos. Esse processo se fundamenta a partir dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), em especial, no que aborda a inovação industrial, o consumo e produção responsáveis e o combate à poluição hídrica. Por conseguinte, a combinação de bioprocessos, ciência de materiais, nanotecnologia e química verde representa uma alternativa promissora para uma mineração mais limpa e para a consolidação da economia circular no setor de metais.

ABSTRACT

Niobium is recognized as a critical metal, with its primary mineral concentration located in Brazil. Biological methods, particularly bioleaching, offer a potential strategy to mitigate the environmental consequences associated with the mineralogical extraction of this metal. In parallel, enhancing the properties of niobium, such as increasing surface area through the synthesis of nanoparticles, presents a fresh impetus for further exploration of this element. However, the environmental repercussions linked to the use of toxic reagents necessitate the implementation of biosynthesis techniques utilizing fungi for nanoparticle production. Consequently, at LAREX, a biohydrometallurgical pathway has been established to process secondary sources, such as columbite, ensuring that the niobium extracted can facilitate the biosynthesis of nanoparticles for diverse applications, including biomedicine and agriculture. Fungi sourced from mineral-rich environments were employed for this initiative. These fungi underwent both macro and micromorphological characterization, succeeded by qualitative and quantitative assessments to evaluate their efficacy in bioleaching and nanoparticle synthesis. This preliminary screening aims to identify fungal strains with superior tolerance levels, enabling their progression to bioleaching and nanoparticle biosynthesis trials. Ultimately, the resultant nanoparticles will undergo characterization and biological assessment. This methodology aligns with the Sustainable Development Goals (SDGs) by concentrating on industrial innovation, responsible consumption and production, and the mitigation of water pollution. Therefore, the synergistic integration of bioprocesses, materials science, nanotechnology, and green chemistry emerges as a promising alternative for promoting cleaner mining practices and fortifying the circular economy within the metals sector.

 

Financiamento 

Bolsa de doutorado da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). N° do processo: 88887.993158/2024-00