A força das nanopartículas no combate a vírus, fungos e bactérias e a exploração de novos materiais. Parte 2 – NIÓBIO

    No último texto, primeiro desta série, falamos da prata e das pesquisas sobre tecidos e soluções que têm sido desenvolvidas como forma de controlar a disseminação do novo coronavírus. Agora é a vez do queridinho do Brasil, o nióbio — o dito “ouro brasileiro”—, e do spray com potencial para substituir o álcool gel, desenvolvido por pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Como uma solução com metal pode ajudar a sanitização de superfícies e o que o nióbio tem a ver com isso? Vamos entender melhor.

Aline Modesto, Cyntia Almeida, Gian Carlo Guadagnin e Gildo Girotto Júnior

Para além da COVID-19

    O Brasil sempre sustentou sua economia nas forças agrícola e mineral, exportando commodities, como soja e milho, e materiais para refino e incorporação industrial no exterior, como o minério de ferro. De tempos em tempos, com as guinadas da economia, um novo material surge como aquele que é, ou será, capaz de dar novo impulso para a matriz produtiva nacional e manter a nossa balança no verde. Foi assim com o petróleo do pré-sal, e é assim com o metal queridinho da situação, o nióbio, cujo símbolo químico é [Nb].

    Foi nesse contexto que o nióbio surgiu nos discursos de alguns candidatos durante a última corrida eleitoral, em 2018: como uma nova tábua de salvação capaz de alavancar a economia nacional. O metal, conhecido no Brasil há décadas, vem tendo sua aplicação pesquisada e prometia ser a nova estrela do mercado de exploração de matérias-primas no país.

    Entre jogos políticos, desconfiança e promessas, o agora tão famoso metal não decolou como o esperado. Em parte, por ser um material sobre o qual os estudos ainda não encontraram aplicações tão promissoras quanto outros materiais, tendo sido, assim, pouco assimilado pelo mercado no Brasil. Apesar de seguir sendo elogiado como recurso de grande potencial, no campo político, que pretende emplacá-lo como novo material de exportação, o atraso provocado pelos cortes de verbas para pesquisa dos últimos mandatos presidenciais vem prejudicando, entre tantas outras coisas, o estudo do nióbio. 1, 2 ,3  

    À parte o debate político, estamos aqui para entender melhor os usos do nióbio que já se conhece e as possíveis aplicações do metal que vem sendo pesquisadas e que são voltadas para o enfrentamento da pandemia. Vamos conhecer um pouco dele para entender sua atuação.

Nióbio? Aquela personagem da Casa de Papel?

    Não, né, poxa. A personagem é a Nairóbi (que é a capital do Quênia, na África, a propósito, mas essa é outra história). Apesar dos nomes parecidos, o nióbio é bem americano. As jazidas não ficam só aqui no nosso continente, mas guardamos a maior quantidade do metal no mundo sob nossos pés, em Minas Gerais e em Goiás.

    O metal foi descoberto em 1801, em Connecticut, nos Estados Unidos, pelo inglês Charles Hatchett que o batizou de colúmbio em homenagem à América. No entanto, não foi possível obter o metal puro e sua existência como novo elemento foi contestada durante décadas. Em 1844, o mineralogista e químico alemão Heinrich Rose isolou o colúmbio, renomeando-o como nióbio, em referência à personagem da mitologia grega Níobe. O elemento teve dois nomes até 1949, ano em que a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry, ou, em português, União Internacional de Química Pura e Aplicada) definiu oficialmente o nome nióbio, em uma padronização com os muitos outros elementos cujo nome tem origem grega. 

    No Brasil, a história do metal começa em 1953, quando o geógrafo Djalma Guimarães encontrou os primeiros minerais pandaíta (bariopirocloro)  em Araxá–MG, o que levou à descoberta de jazidas de pirocloro, em que até 71% da composição pode ser de nióbio. A exploração das jazidas passou a ser cargo da Companhia Brasileira de Mineração e Metalurgia, que é atualmente a maior exploradora e beneficiadora do metal no mundo.1

    O nióbio [Nb] é um elemento, de número atômico 41, pertencente à classe dos metais de transição do grupo 5 da tabela periódica.5 

Os metais e a COVID-19…

    Além dos estudos com a prata, dos quais já falamos na Parte 1, existem muitas outras pesquisas em busca de maneiras de combater a disseminação da COVID-19.6 Entre elas, destacamos um estudo realizado na UFMG, que desenvolveu um produto com base no metal nióbio capaz eliminar o novo coronavírus de superfícies por até 24h. A solução pode ser usada tanto em forma líquida como em forma de gel, mas não deve ser ingerida, pois não se trata de um remédio e sim de um produto de desinfecção de superfícies.7 E como isso funciona?

    Apesar de os mecanismos exatos ainda estarem sob sigilo, os autores da pesquisa informam que produziram uma solução, mistura de uma só fase, líquida ou gel, que não contém solventes agressivos à pele e cujo princípio ativo é uma classe de polioxoniobatos. Mas que raios é isso?

    Os polioxiniobatos são substâncias que contêm mais de um átomo de oxigênio e mais de um átomo de nióbio, daí o prefixo “poli-”, que significa muitos. Essas substâncias são capazes de, ao interagir com o vírus, liberar algumas espécies químicas* de oxigênio que destroem a estrutura do vírus. Para exemplificar, podemos pensar no peróxido de hidrogênio, a água oxigenada. 

    Por ter na sua fórmula (H2O2) um átomo de oxigênio a mais do que na água comum, ela é capaz de liberar esse oxigênio, quebrando as ligações das substâncias da camada externa do vírus. Explicamos: ao interagir com os triacilgliceróis (lipídios) e as proteínas da camada externa do vírus (capsídeo), o peróxido de hidrogênio, que é altamente reativo, é convertido em radicais livres (•OH) e ataca as cadeias carbônicas do lipídio, realizando a quebra dessas moléculas. Como os lipídios que formam a camada de proteção estão desintegrados, o material genético do vírus se dispersa e ele é inativado. A água oxigenada é altamente agressiva e não deve ser utilizada em substituição ao álcool 70 INPM nas desinfecções de mãos e roupas.

Figura 1: Esquema do processo de quebra de moléculas de lipídio no capsídeo de um vírus pela ação de moléculas de peróxido de hidrogênio. Mecanismo reacional proposto.
Fonte: Sala Cinco/Gian Carlo Guadagnin

    Como o nióbio é bastante abundante e os polioxiniobatos liberam grande quantidade de moléculas que contém oxigênio sem precisar de tanto material de nióbio, o produto acaba sendo barato e não apresenta toxicidade à pele.6

O Nióbio é a salvação?

    Ainda não se sabe. Faltam alguns estudos mais aprofundados sobre esse metal e sua aplicação como uma proteção ao Sars-Cov-2. É importante lembrar que, apesar de abundante, o processo de extração e tratamento dos minérios de nióbio ainda é dispendioso, fazendo com que ele seja mais caro do que a água com sabão, por exemplo. Além disso, suas jazidas estão em áreas protegidas. Assim, é importante que haja mais pesquisas para comprovar a sua eficácia, além de tentar baratear o custo do produto feito do metal, sem que corramos o risco de perder nossa biodiversidade.

* Nota: Espécies químicas

    InfoEscola: “O termo espécie química se refere às diversas formas com quais substâncias químicas correlacionam-se na natureza ou numa reação: os átomos (para substâncias elementares), os íons (para átomos com deficiência ou excesso de elétrons, bem como íons complexos), as moléculas (para um agrupamento neutro de átomos) e os radicais (para um agrupamento de átomos, também neutro, mas decorrente da cisão homolítica de uma ligação covalente de uma molécula).” 8 No caso do oxigênio, são exemplos de espécies possíveis: O3, O2 (moléculas), •O (Radical), entre outras.

Referências

1 BRUZIQUESI, Carlos G. O. et al. NIÓBIO: UM ELEMENTO QUÍMICO ESTRATÉGICO PARA O BRASIL. Quím. Nova V.42, N.10, São Paulo. Outubro de 2019 – Epub Fevereiro de 2020. Disponível em: <https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422019005001184> 

2 BRASIL, Senado Federal. Cortes de verbas da ciência em 2020. Disponível em: <https://www12.senado.leg.br/noticias/infomaterias/2020/09/corte-de-verbas-da-ciencia-prejudica-reacao-a-pandemia-e-desenvolvimento-do-pais>

3 PIRES, Breiller. CIÊNCIA BRASILEIRA SOFRE COM CORTES DE VERBAS E ENCARA CENÁRIO DRAMÁTICO PARA PESQUISAS EM 2021. Disponível em <http://www.abc.org.br/2021/01/05/ciencia-brasileira-sofre-com-cortes-de-verbas-e-encara-cenario-dramatico-para-pesquisas-em-2021/>

4 RIBEIRO Jr., Wilson A. Níobe. Disponível em: <https://greciantiga.org/arquivo.asp?num=0681>

5 RAYNER-CANHAM, Geoff; ZHENG, Zheng. Naming elements after scientists: an account of a controversy. Disponível em: <https://link.springer.com/article/10.1007/s10698-007-9042-1>

6 BRASIL, INPI. Observatório de tecnologias relacionadas ao COVID-19. Disponível em: <https://www.gov.br/inpi/pt-br/servicos/patentes/tecnologias-para-covid-19/Tecnologias>

7 UFMG. Solução à base de nióbio desativa o novo coronavírus. Disponível em: <https://ufmg.br/comunicacao/noticias/solucao-a-base-de-niobio-desativa-o-novo-coronavirus> 

8 LIRA, Júlio C. L. Espécie química. Disponível em:
<https://www.infoescola.com/quimica/especie-quimica/#:~:text=O%20termo%20esp%C3%A9cie%20qu%C3%ADmica%20se,neutro%20de%20%C3%A1tomos>