O relevante papel do agente sililante na modificação de superfícies de
polímeros
INTRODUÇÃO
Um dos grandes desafios que despertou enorme interesse em pesquisadores em
Química nesta última metade deste século, foi sem dúvida a possibilidade de
modificar a superfície de um polímero aparentemente inerte, através de reações
simples ou complexas, no sentido de tirar proveito das propriedades físicas e
químicas destes materiais resultantes e conseqüentemente, torná-los úteis em
várias aplicações tecnológicas. Dentre os materiais de características
poliméricas orgânicas, podem-se destacar: poliéster, poliamina, uretana,
celulose, dextrana, agarose, etc e os materiais inorgânicos como a sílica,
zeólito, vidro, argila, silicato, hidroxiapatita, uma variedade de óxidos
metálicos, etc. As primeiras modificações de superfícies desses materiais
começaram timidamente, quase sempre em academias, visando aplicações, mas com o
intuito de aproveitar os novos compostos para fins catalíticos1.
O que se pretende em modificações de polímeros, denominados também de suportes,
é que o agente desejado tenha uma efetiva ligação na superfície, de tal maneira
que, se este suporte esteja envolvido em uma seqüência de reações, após atingir
a etapa final nesta sequência a estrutura polimérica do material deve
permanecer inalterada. Portanto, cuidados especiais devem ser tomados na
escolha dos suportes para que se efetue a imobilização. Na maioria das vezes,
os métodos utilizados são uma combinação de um ou mais modos de ligação,
visando a fixação do substrato na superfície, os quais basicamente podem ser
descritos como: a) ligação covalente; b) adsorção; c) policondensação e d)
revestimento do suporte2. Claro que em muitos casos, podem envolver mais de um
tipo de reação no processo de imobilização e de maneira simultânea. Por
exemplo, durante uma reação do tipo covalente podem ocorrer algumas
policondensações ou mesmo adsorção de alguns substratos na superfície do
suporte.
No presente caso, o enfoque será direcionado à imobilização de um agente
sililante, que deve ter certas características bem definidas e as superfícies
receptoras aqui consideradas estarão limitadas aos suportes inorgânicos
sintéticos ou naturais. No decorrer de uma série de reações, o agente sililante
é imobilizado na superfície do suporte. O termo sililação refere-se à fixação
no suporte de um composto triorganosilil, principalmente espécies como
trimetilalcoxisilil em superfícies, obtendo assim compostos silanos
organofuncionalizados3,4. Os silanos organofuncionalizantes mais utilizados são
do tipo bifuncional: Y3Si-R-X.
A aplicabilidade destes silanos bifuncionais é determinada pelas reatividades
dos seus grupos X, estando esta função orgânica X no extremo da cadeia
orgânica, em que R é normalmente formado por três grupos metilenos, ligados ao
átomo de silício. Por outro lado, Y pode ser um haleto (X) ou mesmo um grupo
amina (NH2), porém mais comumente é encontrado como grupo alcóxido (RO). Esse
último aspecto é relevante do ponto de vista prático, porque os silanos com
tais grupos reagem facilmente com substratos hidroxilados. Como resultado dessa
reatividade, forma-se uma ligação covalente entre as moléculas do silano e a
superfície hidroxilada de um suporte, com conseqüente eliminação do
correspondente álcool.
Outro aspecto importante está relacionado às duas extremidades da molécula de
silano, que estando livres, podem sofrer modificações químicas, separadamente
ou simultaneamente, dependendo das condições de reação. A reatividade do grupo
trialcoxi e a natureza específica do grupo funcional X são determinantes na
utilidade de certos silanos, que podem ser estensivamente variados, facilitando
uma ampla aplicabilidade desses tipos de compostos. De um modo geral, após a
imobilização no suporte, o novo material pode ser utilizado na extração de
cátions metálicos de soluções aquosas ou não aquosas, catálise, trocadores
iônicos, cromatografia, uso industrial, entre outros.
MODIFICAÇÕES QUÍMICAS DA SUPERFÍCIE DE UM SUPORTE
Os suportes inorgânicos sintéticos ou naturais contêm dispersos por toda
superfície uma elevada densidade de grupos silanóis -OH, como mostra a Figura
1, sensíveis ao efeito de reação que pode provocar o agente sililante. Desta
forma, a sílica gel provinda de várias fontes sintéticas é uma das superfícies
inorgânicas mais estensivamente estudada5,6. Fato este que impulsionou
sobremaneira o notável avanço no campo da imobilização, superando facilmente os
demais materiais inorgânicos.
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Para um efetivo uso do agente, é necessário explorar as atividades que vêm
sempre acompanhando o grupo ativo funcional X da molécula do organossilano.
Durante o processo de imobilização, a nova superfície muda suas propriedades e
a mesma tem a denominação de organofuncionalizada. Para que ocorra este
processo é indispensável haver a ativação dos grupos silanóis, no sentido de
facilitar a ligação aos grupos Y dos compostos organossilanos. A ativação
consiste em eliminar as moléculas de água residuais, através de vácuo com
aquecimento, que formam ligações de hidrogênio com os grupos silanóis da
superfície5,6. O sucesso da reação em meio não aquoso, depende da
disponibilidade dos grupos silanóis em formar covalentemente ligação com o
agente sililante de maneira monodentada, bidentada ou tridentada7. No entanto,
as formas mais comuns de ligação são do tipo mono e bidentadas, como mostra a
Figura_1. A forma mais ilustrativa de ancoramento de um agente numa superfície
de um suporte pode ser criteriosamente seguida através de duas rotas ou
caminhos para fixar qualquer composto orgânico, o qual pode desempenhar
propriedades variadas, como um catalisador metálico ou biológico ou outra
espécie qualquer que possa atuar com uma propriedade em potencial2, 8-11,
conforme mostra a Figura_2.
De acordo com a rota A, o composto organossilano é ancorado à superfície de um
suporte, que é depois modificado pelo substituinte nucleofílico, tirando-se
proveito do substrato desejado. A rota B envolve o procedimento inverso, isto
é, ocorre primeiramente a substituição na molécula desejada, seguido de
ancoramento do silano modificado na superfície do suporte. A rota A é mais
utilizada devido às facilidades operacionais, apesar da rota B ser mais fácil e
mais precisa no processo de caracterização, levando, inclusive em muitos casos,
à fixação de maior densidade de agentes sililantes numa determinada área da
matriz. Como se nota, a sílica é um dos materiais mais utilizados no processo
de ancoramento, envolvendo uma enorme variedade de agentes sililantes que,
despertando interesse, foram traduzidos em importantes revisões1, 3,8,12-16.
APLICAÇÕES DOS AGENTES SILILANTES
Muitas são as possíveis aplicações das superfícies ancoradas com agentes
sililantes, sendo amplamente utilizado os polímeros inorgânicos, em particular
a sílica e mais recentemente, outros compostos inorgânicos naturais ou
sintéticos. O emprego sistemático da imobilização avolumou-se nas três últimas
décadas, principalmente em sílica, porque o suporte oferece distintas vantagens
sobre os suportes orgânicos. Alguns aspectos merecem destaque: a) a
imobilização em sílica conduz a uma grande variedade de agentes sililantes,
permitindo a obtenção de uma míriade de grupos funcionais pendentes no
arcabouço inorgânico; b) grupos funcionais são imobilizados na superfície do já
existente suporte inorgânico, que difere do orgânico pelo fato de ter essa
matriz alto teor de ligações cruzadas, o que pode requerer horas para atingir o
equilíbrio; c) os suportes inorgânicos não sofrem inchamento em solventes
orgânicos; d) oferece grande resistência a solventes orgânicos e e) uma
importante propriedade está associada à alta estabilidade térmica17. Esse
conjunto de propriedades são requisitos importantes para a ação específica de
reagentes com finalidades analíticas. Assim, do ponto de vista da Química de
coordenação, idealizam-se agentes com diversidade de funções tal que, as
moléculas assim formadas, possam atuar com grande atividade no sentido de agir
como quelante na retirada de cátions de um meio e de preferência com alta
seletividade12,15. Desta forma, alguns usos mais marcantes desses tipos de
agentes imobilizados serão apresentados em tópicos específicos desta
publicação.
a) Extração de metais
Para que os silanos tenham um alto teor de adsorção, faz-se necessário que
contenham centros básicos nas cadeias pendentes ligadas às matrizes
inorgânicas, onde o incremento de pares de elétrons, desemparelhados nas várias
cadeias orgânicas, causam um aumento considerável na ação complexante dos
cátions dispersos em um meio heterogêneo. Assim, foram explorados vários tipos
de ligantes contendo centros básicos como oxigênio18-20, nitrogênio21-23,
enxofre24-26 e fósforo27-29. Por outro lado, um considerável número de
moléculas ancoradas contém nitrogênio ou oxigênio e uma menor contribuição do
enxofre ou a combinação de todos, resultando em complexos grupos, cujos centros
podem coordenar cátions de maneira mono ou polidentada30-36. O crescente
aumento desses grupos tornam mais efetivo o agente quelante nas retiradas de
cátions metálicos de soluções mais variadas, desde água potável em baixíssima
concentração da ordem de ng/ml37-39; na retirada de poliânions de soluções de
cloreto de sódio40, na concentração de traços de cátions metálicos a partir de
água do mar ou de efluentes e conseqüentes determinações9,10, 41-45.
Estudos no sentido de obter quelantes que pudessem apresentar grande
potencialidade em adsorver cátions metálicos utilizaram substratos contendo
uréia, metiluréia, 1,3-dimetiluréia9,10, diacetamida, N-(2-piridil)acetamina e
acetilacetona18,19,os quais foram funcionalizados na superfície da sílica
seguindo o esquema da Figura_2 e que devido às características das moléculas
imobilizadas, complexam facilmente cátions em solução aquosa e não aquosa.
Todas essas superfícies, acrescidas daquelas imobilizadas com grupos amino46 ou
tiol26,47, acetilidrazina48 e aminopiridinas49,50, tiveram determinadas as
grandezas termodinâmicas dos equilíbrios de extração de cátions na interface
sólido/líquido.
O alcoxissilano 3-trimetoxissililpropiletilenodiamina foi imobilizado em sílica
pelo processo sol-gel51,52, através da reação deste com tetraetoxissilano em
meio ácido. Esse composto (1) sofreu novas reações com glutaraldeído e
etilenodiamina, formando os compostos (2) e (3), respectivamente. Esse último,
sofreu redução53,54, como ilustrada na Figura_3. Nota-se que este processo
ocorre em sucessivas etapas, resultando num aumento de cadeia do agente
sililante, com acréscimo de centros básicos para interagir com cátions
metálicos, sendo ainda proposto o mecanismo de polimerização, que é induzido
pela presença do dialdeído54. Este roteiro de síntese utilizou-se da capacidade
de formação de base de Schiff -N=CH-, fato este que é explorado em preparações
de outras superfícies, através do método de recobrimento da sílica gel, como
exemplo, destacam-se o uso de ácidos formilsalicílico55 e 5-formil-3-
arilazosalicílico56. Com o objetivo de expandir a cadeia carbônica do agente
sililante ancorada e incrementar funções dos grupos pendentes, dois
procedimentos aparentemente opostos são usados: a) abertura do anel do agente
(3-glicidoxipropil)trimeto-xissilano na reação com derivados bis-
benzimidazóis57 e b) reação do agente 3-mercaptopropiltrimetoxissilano com
etilenoimina ou sulfeto de etileno58. Em quaisquer casos, as novas superfícies
modificadas possuem alta capacidade de extrair seletivamente cátions de uma
mistura.
b) Catálise
As primeiras publicações, envolvendo catalisadores suportados sobre óxidos
inorgânicos surgiram na década de setenta. Estas tratavam da polimerização de
dienos sob a ação de complexo pi-alil de cromo, zinco e níquel ancorados sobre
sílica e alumina e polimerização de etileno por bistrifenilsililcromato fixado
sobre a sílica e outros suportes59. Vale ressaltar que os catalisadores de
metais de transição ancorados sobre sílica gel são considerados de última
geração. Estes combinam a atividade e seletividade dos complexos metálicos
homogêneos com a vantagem tecnológica dos catalisadores heterogêneos
tradicionais1,3. Os catalisadores ancorados na superfície da sílica apresentam
uma série de vantagens em relação aos seus análogos homogêneos1 tais como: a)
são facilmente separados no final da reação por simples filtração; b) são
independentes de solvente, podendo-se otimizar a reação; c) os suportes como a
sílica, alumina e zeólitos60 são de baixo custo e o catalisador suportado pode
ser usado em sucessivas operações e d) são termicamente estáveis a altas
temperaturas e apresentam também alta estabilidade hidrolítica e à radiação1,
44.
A preparação de catalisadores de metal de transição pode ser efetuada seguindo
várias rotas, desde silanização, introdução do grupo ligante e o metal que pode
ser ancorado de várias maneiras, conforme a Figura_4.
A sílica xerogel preparada pelo processo sol-gel tem sido usada como suporte
para catalisadores metálicos. Esta preparação é feita em condições amenas
através da hidrólise e co-condensação de Si(OR)4 em presença do
trialcoxissilano desejado. Na funcionalização, obtém-se um material do tipo
xSiO2.SiO3/2-(CH2)n-L, em que é possível controlar a densidade do ligante
ancorado na superfície da sílica. O novo material contendo o cátion pode ser
usado para um determinado fim catalítico3,61. Assim, foi preparado um complexo
de ródio, seguindo dois caminhos. Primeiro, o silano organometálico monomérico
contendo enxofre reage com RhCl3(CH3CN)3, que éem seguida polimerizado. No
caminho B, o organossilano é polimerizado para depois reagir com o composto de
ródio, dando o mesmo complexo imobilizado na superfície da sílica, conforme
mostra a Figura_5. Por outro lado, quando a sílica gel funcionalizada com
etilenodiamina foi heterogeneizada com molibdênio, o novo material obtido
mostrou-se ativo na epoxidação do cicloexeno62.
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Os compostos organossilanos do tipo (RO)3Si(CH2)3-X, em que R = CH3, C2H5 e X =
Cl, NH2, foram ligados covalentemente em zeólitos do tipo Y de diferentes
composições de relação Si/Al, área superficial e volume de poro. O provável
mecanismo de silanização, envolvendo grupo estrutural ácido, pode ser descrito
de acordo com a Figura_6. A presença de uma rede de mesoporos secundários
aumenta a eficiência do ancoramento em virtude da adicional superfície
hidroxilada. Os zeólitos foram também funcionalizados com 2,3-butanodiona e 4-
cloroanisol60.
c) Trocadores de íons
Os trocadores de íons, quimicamente ancorados na sílica gel e outros suportes
minerais, são produzidos em escala semi-industrial. As suas propriedades como
alta estabilidade térmica, não inchamento e alta taxa de troca dão vantagens a
estas matrizes sobre os análogos organopoliméricos44. Os organossilanos do tipo
epoxi63, 3-aminopropiltrialcoxissilano64, 3-mercaptopropiltrialcoxissilano65 e
sua forma oxidada,25,66 ancorados na superfície da sílica gel, são alguns
exemplos de bons trocadores iônicos. As superfícies imobilizadas com agentes
sililantes clorados, quando tratadas com uma base terciária do tipo piridina ou
derivados, conduzem a um trocador aniônico66, ao contrário dos derivados de
ditiocarbamatos67.
Os trocadores iônicos mais eficientes podem ser obtidos através de
policondensação de silanos bifuncionais. Estes tipos de materiais possuem alta
concentração de grupo funcional, os quais estão ligados diretamente a matrizes
via ligação carbono-silício, o que os torna resistentes à hidrólise. A maior
vantagem é que esse tipo de trocador iônico é também estável à altas
temperaturas, como exemplo, temos a policondensação do agente
organofuncionalizado monomérico contendo a amina terciária. O silano amino
funcionalizado é obtido a partir de uma reação estequiométrica, bem definida,
entre 3-aminopropiltrialcoxissilano e amônia sob alta temperatura e pressão3.
Na presença de água o composto polimeriza, formando uma amina funcionalizada
sólida, contendo estruturas de polissiloxanos, observado na Figura_7. Esta
substância é um trocador iônico de base fraca, a qual pode ser quaternizada com
a adição de clorometano, utilizado como um trocador iônico de base forte3.
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Da mesma forma, pode-se obter trocador iônico de ácido forte, seguindo o mesmo
princípio. O silano organofuncionalizado contendo enxofre é policondensado com
subseqüente quebra oxidativa da ligação entre átomos de enxofre na presença de
peróxido de hidrogênio. Este composto mostra excepcionais propriedades,
especialmente em relação à estabilidade térmica, acima de 300oC. Portanto, esse
composto pode ser utilizado em reações que necessitem catalisadores ácidos,
sólidos e que atuem em elevadas temperaturas3. Um esquema desta preparação é
mostrado na Figura_8.
d) Enzimas
As enzimas são catalisadores que executam uma determinada função de induzir,
governar e melhorar os rendimentos de reações. No entanto, as maiores
dificuldades no seu uso comercial estão relacionadas à instabilidade e
dificuldade em obtê-las puras68. Com a finalidade de sanar esses problemas,
muitas investigações foram desenvolvidas nesta área, com grande ênfase em
imobilização, utilizando uma variedade de técnicas e empregando diversos tipos
de suportes, como os orgânicos, gelatina fotográfica69, polímeros sulfonados70,
derivados de celulose71, acrílico72 ou inorgânicos como óxidos de ferro73,
estanho74, sílica75-77, etc.
As vantagens de imobilizar enzimas em superfícies dos suportes inorgânicos,
mais uma vez, estão voltadas à estabilidade operacional, do uso sucessivo, à
habilidade em parar a reação rapidamente com remoção da enzima, à não
contaminação do meio reacional e a alta resistência ao ataque de microrganismos
bacterianos, quando comparadas com polímeros orgânicos68,77.
Um novo método para imobilizar a-amilase foi desenvolvido utilizando-se uma
membrana híbrida, orgânica/inorgânica, com um grande potencial para aplicação
em bioreatores. Neste processo, foi incorporada ao polissacarídeo quitosana,
que pode agir como um estabilizador de enzima e dispersante, para homogeneizar
a mistura inorgânica (SiO2) e o polímero orgânico. A fase orgânica foi obtida a
partir de copolimerização de 3-trimetoxissililpropilmetacrilato (TMS) e
metacrilato de metila e a fase inorgânica pelo processo sol-gel com
tetraetoxissilano e TMS. Verificou-se que a enzima incorporada à membrana
orgânica/inorgânica mostrou uma atividade estável por 30 dias, quando estocada
à temperatura de 25oC em água78.
Recentemente, foram imobilizadas enzima do tipo glicose oxidase (GOD) nas
superfícies da magnetita e sílica gel, sendo que na primeira a eficiência foi
maior em todas as etapas de reação79. O 3-mercaptopropiltrimetoxissilano foi
ancorado na superfície dos suportes, seguido de sucessivas modificações,
primeiro com ácido poliacrílico e posterior imobilização da enzima GOD79,
conforme mostra a Figura_9. Por outro lado uma série de agentes sililantes
foram utilizados para o ancoramento de enzimas através do uso do processo sol-
gel80.
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e) Aplicação em cromatografia
Os trialcoxiorganossilanos tornaram-se reagentes de alta importância como
ferramentas para preparação de sílica gel modificadas, que são utilizadas em
toda aplicação cromatográfica, envolvendo o uso da gasosa, líquida, líquida de
alta eficiência, líquida de fase reversa, troca iônica, etc81-86. No uso de
fases estacionárias, formadas por sílicas imobilizadas com os mais diferentes
ligantes presos à estrutura polimérica inorgânica da sílica, pode-se comparar
os efeitos de separação de um conjunto de moléculas com a mesma fase contendo
um cátion metálico complexado com os centros básicos. Em determinados casos, a
formação de complexo pode permitir a esperada seletividade na separação. A fase
com formação do complexo pode facilitar a separação, dependendo das estruturas
das moléculas participantes, da temperatura, da polaridade do meio e podem ser
utilizadas sílicas de tamanhos de partículas diversas e com porosidades
controladas87-89.
Os estudos mais recentes e promissores estão voltados para a separação de
enantiômeros, em que o grupo orgânico suportado mostra afinidade por esse tipo
de molécula, a qual apresenta quiralidade90-93; e para esses fins utilizam-se
silanos de cadeias longas. A aplicação de substituintes volumosos aumentam a
durabilidade da coluna cromatográfica94. Os polissiloxanos mais utilizados são
aqueles que apresentam grupo amino86. As propriedades essenciais da fase
estacionária de uma coluna cromatográfica são: adsorção, estabilidade
hidrolítica e térmica, não inchamento e uma rápida cinética de troca.
f) Aplicação industrial
Dentre os vários agentes sililantes, os mais utilizados industrialmente são
(RO)3Si-CH=CH2e (RO)3Si-CH2-CH2-CH2-X, sendo R = CH3, C2H5 e X = grupo
funcional. Em virtude desses compostos apresentarem grande reatividade através
dos grupos OR, daí sua grande aplicação industrial, sendo já empregado desde
1949. As fibras de vidro tratados com silanos mostram uma eficiência superior
como material de reforço para as resinas orgânicas95. Em 1962, centenas de
silanos organofuncionalizados, na maioria derivados de 3-
cloropropiltrialcoxissilano (CPTS), foram testados em fibras de vidro para
reforçar poliéster e epoxilaminados. O maior avanço neste campo deu-se no
início de 1970, quando o derivado CPTS teve a sua aplicação aprovada como
material de reforço em artigos de borracha, especialmente em pneus3,95, cuja
reação básica pode ser vista na Figura_10.
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O processo industrial para a manufatura da borracha utilizando agentes
sililantes contendo enxofre é efetuado através de duas etapas. A primeira
envolve a modificação da superfície da sílica com o composto organossilano,
obtendo-se a sílica organofuncionalizada, conforme a Figura_10. A segunda etapa
da reação, inicia-se a uma elevada temperatura entre 150 a 170oC, na presença
de um acelerador e enxofre (S8). Nessas condições de reação, há rompimento das
ligações entre os enxofres e os fragmentos são covalentemente ligados nas
duplas ligações do elastômero, como representado na Figura_11.
g) Utilização em diversas áreas
Outro aspecto interessante ligado aos agentes sililantes trata-se da sua
utilização como método alternativo para a criação de poros96 em materiais
lamelares. A crisotila, além de lamelar, também tem características fibrosas,
que através de reações de silanização possibilita a introdução do agente na
superfície. A difração de raios X mostra um não afastamento de lamelas, quando
foram covalentemente imobilizados os compostos MPTS, APTS e
aminoetilaminopropiltrimetoxissilano, o que pode ser devido ao ajuste desses
agentes nas galerias formadas pelo suporte. Na seqüência de reação, esses
compostos aminados reagem com derivados aldeídicos para formar as
correspondentes bases de Schiff97.
As moléculas de octa(aminoalquil)siloxano, que são sintetizadas através da
hidrólise ácida do trietoxissilano, são também um bom material para a formação
de poros em compostos lamelares. Duas metodologias são utilizadas para este
fim. A primeira trata da intercalação do derivado de trimetoxissilano com
posterior formação do siloxano in situ dentro do espaço interlamelar. Esta
metodologia foi aplicada a fosfato de zircônio96,98-101, estanho96,100 e
titânio100.Outro método, utiliza o siloxano previamente preparado como
intercalante do fosfato de estanho, zircônio e titânio99-101.O que se observa é
que a interação desse tipo de molécula em a-fosfato de titânio só é possível
com a utilização do segundo método, uma vez que a estrutura do composto é
destruída em presença do trimetoxissilano. A forma gama dos fosfatos de
zircônio e estanho foram também testados, porém, sem sucesso. Por outro lado,
as superfícies de substratos como sílica, ouro, mica ou vidro, quando ativadas
adequadamente com reagentes químicos, propiciam condições para imobilizar
covalentemente um agente sililante. Este agente imobilizado interage com a
superfície exfoliada de fosfato de zircônio para formar camadas paralelas
inorgânicas. Em seguida, um policátion pode ligar-se à outra camada exfoliada,
com o processo se repetindo em seqüência para formar filme de multicamadas.
Este procedimento foi utilizado para caracterizar a proteína citocromo c102-
105.
Através do processo sol-gel, pode-se imobilizar moléculas biológicas em
monolitos, visando a sua retenção de atividade nativa no gel. Assim, uma série
de proteínas e enzimas tais como mioglobina, hemoglobina, glicose oxidase e
oxalato oxidase, quando encapsuladas em monolitos, retêm a habilidade em
detectar os analitos biológicos como oxigênio, dióxido de carbono, glicose e
oxalato, respectivamente. Da mesma forma, anticorpos imobilizados permanecem
ativos nestes mesmos tipos de monolitos. Assim, a procura de sensores químicos
através do processo sol-gel estão em amplo desenvolvimento105. Em alguns casos,
o que se procura é a confecção de sensores para a detecção simultânea de várias
substâncias, o que terá um significante efeito nas indústrias químicas,
laboratórios clínicos, indústrias de alimentos e indústrias farmacêuticas.
A hidroxiapatita, que tem fórmula geral Ca10-x(HPO4)x(PO4)6-x(OH)2-x ,
reforçada com polímeros biodegradáveis, é desenvolvida para ser utilizada no
campo de ortopedia e cirurgias maxilares, para a fixação de fraturas de ossos,
sem que se precise uma nova cirurgia106,107. Neste sentido, a superfície da
hidroxiapatita foi modificada com uma série de agentes sililantes, para que
fosse otimizado no desempenho como enchimento em polímeros no local da
cirurgia. Infelizmente, os compósitos formados perdem a atividade rapidamente
na presença de solução fisiológica106. Outro aspecto destes compósitos referem-
se às propriedades mecânicas e à resistência em água, sendo que a questão da
biocompatibilidade desses novos materiais no organismo estão sendo vastamente
investigados106.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diversos são os métodos de sililação de superfícies inorgânicas e o
desenvolvimento do campo está diretamente ligado à síntese de novos agentes
sililantes, sendo que a variabilidade das novas superfícies obtidas visam
sempre uma aplicabilidade, que inicialmente tem um enfoque acadêmico para
seguir o caminho tecnológico. Todo o sistema de entendimento destes tipos de
compostos podem ser baseados nos agentes sililantes do tipo bifuncional. A
aplicabilidade desses agentes sililantes tais como 3-
cloropropiltrialcoxissilanos e alguns dos seus derivados obtidos pelo
deslocamento nucleofílico do cloro são produzidos em escala comercial há três
décadas. Esses organossilanos são utilizados como agentes de acoplamento,
principalmente para reforços de fibras de vidro, em selantes orgânicos contendo
enchimento inorgânico107, para indústria de borracha, especialmente para
reforçar artigos de borracha95, tais como pneus. Os silanos ainda são aplicados
em material dental, uso em ortopedia,em mistura asfáltica, em adesivos, etc.
Uma aplicação desses compostos, que surge com enorme potencial e talvez seja o
mais importante, é a modificação das superfícies dos suportes, principalmente
os inorgânicos. O processo de imobilização pode ser direcionado para a obtenção
de grupos quelantes nas superfícies desses suportes, no que se exige
aprimoramentos nos métodos sintéticos para se obter diferentes compostos
suportados. Estudos no sentido de aumentar o caráter quelante com sucessivas
modificações de cada novo material obtido, podem abrir novas perspectivas a
renovadas aplicações em campos ainda não explorados. Além do que, podem ser
utilizados para dar maior eficiência em vários campos, tais como, em
cromatografia, catálise, extração de metal, troca iônica, na fabricação de
vacinas contra o vírus tipo 1 de imunodeficiência humana HIV108, que utiliza a
alumina como suporte e também em certos reatores contendo enzimas. Essas
modificações podem ser efetuadas obedecendo a Figura_2, sendo que novas
perspectivas se abrem através do uso do processo sol-gel, o qual pode facilitar
a policondensação dos organossilanos, que segundo os exemplos citados,
apresentam maior eficiência nas aplicações em trocadores de íons, suporte para
catalisores metálicos, extração de metais, utilização em sensores químicos,
entre outros3, 53,54,61,102.