Funcionalização de têxteis com produtos naturais para a obtenção de propriedades antioxidantes e/ou antimicrobianas

Abstract

A funcionalização têxtil tem vindo a ser cada vez mais procurada devido ao leque de propriedades capaz de conferir aos substratos. As plantas apresentam-se como uma alternativa sustentável para alcançar produtos biofuncionais, no sentido em que são biodegradáveis, com baixa toxicidade e permitem a utilização de resíduos de outras indústrias, incorporando simultaneamente propriedades como atividade antioxidante e antibacteriana. Todavia, os métodos que empregam estes compostos naturais carecem de otimização, de forma a melhorar a solidez às principais condicionantes do ciclo de vida do produto, entre as quais a lavagem. Assim, este trabalho centrou-se na funcionalização de algodão e de lã, com as plantas tomilho bela-luz (Thymus mastichina) e nogueira (Juglans regia), para a obtenção de malhas com atividades antioxidante e antibacteriana. Com isto em vista, recorreu-se ao alúmen de potássio, a uma solução proteica e à tecnologia de plasma atmosférico, de modo a aumentar a reatividade superficial dos substratos mencionados e permitir uma melhor ligação dos compostos biológicos. A avaliação da atividade antioxidante, por ABTS, permitiu confirmar que os extratos testados conferiram ao algodão e à lã capacidade redutora superior a 90 %, mesmo após 10 lavagens. No caso do algodão funcionalizado com nogueira, o alúmen de potássio e a solução proteica apresentaram-se como uma alternativa viável para que essa percentagem se mantivesse. Na análise antibacteriana, verificou-se a ação inibitória dos extratos de tomilho bela-luz e nogueira para Staphylococcus aureus e Escherichia coli. A funcionalização têxtil de lã e algodão com estas infusões levou à inibição do crescimento da bactéria Gram-positiva (S. aureus), mesmo após 5 ciclos de lavagem. Escherichia coli demonstrou ser resistente à atuação das malhas impregnadas com as plantas. Os resultados demonstram que o tomilho bela-luz e a nogueira têm um elevado potencial para a funcionalização têxtil, conferindo propriedades antioxidantes e antibacterianas. Estes processos poderão ser aplicados na produção de roupa de primeira camada, cosmetotextiles e vestuário desportivo. No futuro seria relevante: analisar a solidez destas propriedades a outros fatores; testar a ação antimicrobiana em microrganismos causadores de infeções de pele; e realizar o scale-up destes processos.

Textile functionalisation has been more and more pursued due to the range of properties it can impart to substrates. Plants are a sustainable alternative to achieve biofunctional products, for being biodegradable, with low toxicity, and allowing the utilization of other industries’ residues while incorporating properties such as antioxidant and antibacterial activity. However, methods that employ these natural compounds need optimization, in order to improve the fastness against the conditioning factors of the product's life cycle, including washing. Therefore, this work focused on the functionalisation of cotton and wool with mastic thyme (Thymus mastichina) and walnut tree (Juglans regia) to obtain knits with antioxidant and antibacterial activity. To reach this goal, potash alum, a protein solution and atmospheric plasma equipment were used in order to increase the surface reactivity of the mentioned substrates, and to allow a better binding of biological compounds. The evaluation of the antioxidant activity, by ABTS, confirmed that the tested extracts gave cotton and wool a reduction capacity of over 90 %, even after 10 washing cycles. In the case of walnut tree-treated cotton, the potash alum and protein solution proved to be a viable alternative to maintain this percentage. In the antibacterial analysis, the inhibitory action of mastic thyme and walnut tree extracts for Staphylococcus aureus and Escherichia coli was verified. The textile functionalisation of wool and cotton with these infusions led to growth inhibition of a gram-positive bacteria (S. aureus), even after 5 washing cycles. Escherichia coli has demonstrated resistance to the action of the knits impregnated with the plants. The results show that mastic thyme and walnut tree have a high potential for textile functionalisation, providing antioxidant and antibacterial properties. These processes can be applied to the production of first layer clothing, cosmetotextiles and sportswear. In the future it would be relevant: to analyse the fastness of these properties to other factors; to test the antimicrobial activity on skin infections microorganisms; and to perform the scale-up of these processes.