Funcionalização sustentável de substratos lignocelulósicos

Universidade do Minho Escola de Engenharia Maria Beatriz Silva Faria Funcionalização sustentável de substratos lignocelulósicos março de 2025 Maria Beatriz Silva Faria Funcionalização sustentável de substratos lignocelulósicos UMinho | 2025 março de 2025 Maria Beatriz Silva Faria Funcionalização sustentável de substratos lignocelulósicos Dissertação de Mestrado Mestrado em Engenharia Têxtil Área de Especialização em Materiais e Acabamentos Funcionais Trabalho efetuado sob orientação de Professor Doutor Andrea Zille ii Despacho RT - 31 /2019 - Anexo 3 Declaração a incluir na Tese de Doutoramento (ou equivalente) ou no trabalho de Mestrado DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ [Esta é a mais restritiva das nossas seis licenças principais, só permitindo que outros façam download dos seus trabalhos e os compartilhem desde que lhe sejam atribuídos a si os devidos créditos, mas sem que possam alterá-los de nenhuma forma ou utilizá-los para fins comerciais.] iii Agradecimentos Ao meu orientador, Professor Doutor Andrea Zille, pelo conhecimento transmitido, pela motivação constante e por me permitir trilhar o meu próprio caminho. A sua orientação foi essencial para o meu crescimento, autonomia e coragem para enfrentar desafios e seguir em frente, sempre com confiança. Levo comigo não só o conhecimento adquirido, mas também valiosas lições de perseverança e autonomia, que me acompanharão em todo o meu caminho. À minha orientadora, Doutora Carla Joana Silva, agradeço imensamente pela orientação atenciosa e pelo voto de confiança, permitindo-me explorar as minhas ideias com liberdade e autonomia. A sua paciência, incentivo e apoio constante foram essenciais para o meu crescimento, ajudando-me a superar desafios sem nunca desanimar. Levo comigo não apenas a aprendizagem técnica, mas também a motivação e a inspiração que me transmitiu ao longo desta jornada. À Doutora Joana Gomes e ao Mestre João Mariz, gostaria de expressar a minha imensa gratidão a ambos, que estiveram presentes em todos os momentos, sempre dispostos a apoiar-me. O conhecimento, a paciência e a orientação técnica que me ofereceram foram fundamentais para o meu crescimento profissional, tal como a atenção e cuidado em momentos pessoais que fizeram toda a diferença. Agradeço sinceramente por estarem sempre ao meu lado, com apoio constante e incentivo, tornando esta jornada muito mais enriquecedora. A todos os colaboradores do Departamento de Química e Biotecnologia do CITEVE, em especial à Rosa Maria, à Catarina Rodrigues, à Tatiana Felizardo e ao Sr. Manuel, pela ajuda e conhecimentos partilhados e por tornarem cada dia de trabalho mais agradável e produtivo. À Professora Doutora Ana Maria Rocha pela sabedoria compartilhada, pelo incansável apoio, pela ajuda e acompanhamento em todo e qualquer momento. Levo comigo uma bagagem profissional e emocional enorme graças a si. Obrigada por acreditar em mim e sempre me fazer querer ir mais longe. Ao Doutor Jorge Padrão agradeço por sempre se ter mostrado disposto a compartilhar o seu tempo e experiência, tornando cada momento de aprendizagem ainda mais valioso. À Mestre Bárbara Vieira e ao Mestre Rui do 2C2T por todo o apoio e conhecimento partilhado ao longo de toda a dissertação. Gostaria de expressar a minha eterna gratidão aos meus pais e ao meu irmão, que sempre estiveram ao meu lado, oferecendo apoio incondicional e amor em todos os momentos. Sem o vosso esforço, incentivo e confiança, não teria sido possível dedicar-me a este caminho com a tranquilidade necessária. Agradeço por me motivarem a seguir os meus sonhos, por acreditarem em mim e por estarem sempre presentes, iv seja nas dificuldades ou nas conquistas. O vosso apoio é a base de todo o meu sucesso, e sou imensamente grata por isso. Agradecer de coração à minha amiga, Ana Isabel Pinheiro, que esteve ao meu lado durante toda esta fase. A tua amizade, apoio e incentivo foram essenciais em cada passo desta jornada. Sou extremamente grata por ter tido alguém tão especial para compartilhar esta experiência, e por me proporcionar não só companhia, mas também força e inspiração ao longo de todo esse processo. Por fim, a todos os meus colegas de estágio e de curso, que de alguma forma contribuíram para o sucesso do meu trabalho, aos meus familiares e amigos, muito obrigada. Esta Dissertação de Mestrado foi realizada no âmbito do Projeto Integrado be@t – Bioeconomia Têxtil, para Reforço da Bioeconomia Nacional, financiado pelo Fundo Ambiental através da Componente 12 – Promoção da Bioeconomia Sustentável (Investimento TC-C12-i01 – Bioeconomia Sustentável N.º02/C12i01.01/2022), dos fundos europeus atribuídos a Portugal pelo Plano de Recuperação e Resiliência (PRR), no âmbito do Mecanismo de Recuperação e Resiliência da União Europeia (UE), enquadrado no Next Generation UE, para o período de 2021 - 2026. v Despacho RT - 31 /2019 - Anexo 4 Declaração a incluir na Tese de Doutoramento (ou equivalente) ou no trabalho de Mestrado DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. Assinado por: Maria Beatriz Silva Faria Num. de Identificação: 15073513 Data: 2025.03.18 22:21:37 +0000 vi Resumo A indústria têxtil e do vestuário, reconhecida como considerável fonte de impacto ambiental enfrenta desafios ambientais como o alto consumo de água e a poluição química. Torna-se assim fundamental a transição da indústria têxtil para práticas mais éticas e sustentáveis, destacando-se o aproveitamento de subprodutos agroindustriais para o desenvolvimento de substratos têxteis multifuncionais e ecológicos. A presente investigação foca-se na exploração de compostos bioativos provenientes de subprodutos como folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona para conferir propriedades antibacterianas em substratos lignocelulósicos, cânhamo, linho e algodão. Paralelamente, a aplicação de fosfato tricálcico e minerais como mordenite e halloysite foi também estudada em substratos lignocelulósicos, cânhamo, linho e algodão, para promover a retardância à chama. O estudo envolveu a recolha e processamento de subprodutos naturais, seguidos de extração de compostos bioativos utilizando solventes ecológicos, como misturas hidroetanólicas. Posteriormente, os extratos foram aplicados em substratos lignocelulósicos através da técnica de impregnação, otimizando as condições experimentais para maximizar a funcionalização. Os substratos foram caracterizados quanto a propriedades antioxidantes e antibacterianas, utilizando métodos como espectrofotometria para os métodos Folin-Ciocalteu e DPPH, análise colorimétrica e ensaios antibacterianos. De forma análoga aos extratos, os minerais foram aplicados em substratos lignocelulósicos através da técnica de impregnação e seguidamente submetidos a testes de flamabilidade. Os resultados demonstraram que os substratos funcionalizados apresentaram melhorias significativas nas propriedades pretendidas, como atividade antibacteriana eficaz contra Staphylococcus aureus bem como atividade antioxidante e retardância à chama. Os extratos hidroetanólicos de bagaço de azeitona e folhas de bananeira obtiveram a maior concentração de compostos fenólicos e atividade antioxidante. No que diz respeito ao substrato têxtil e optando pelas alternativas à utilização do algodão, o linho destacou-se com melhores resultados após funcionalização e após lavagem. A utilização da mordenite permitiu conferir retardância à chama nomeadamente nos tecidos de algodão e linho sem prétratamento. Este trabalho demonstra e reforça o potencial dos métodos sustentáveis na funcionalização têxtil, alinhando-se com objetivos globais de sustentabilidade e economia circular, promovendo práticas inovadoras na indústria têxtil. Palavras-chave: sustentabilidade, têxteis lignocelulósicos, subprodutos, compostos bioativos, funcionalização vii Abstract The textile and clothing industry, recognized as a considerable source of environmental impact, faces environmental challenges such as high water consumption and chemical pollution. The transition of the textile industry towards more ethical and sustainable practices is therefore essential, with the utilization of agro-industrial by-products being of particular importance for the development of multifunctional and environmentally friendly textile substrates. This research focuses on the exploitation of bioactive compounds from by-products such as nettle leaves, hemp stalks, banana leaves and olive pomace to confer antibacterial properties on lignocellulosic substrates, hemp, linen and cotton. In parallel, the application of tricalcium phosphate and minerals such as mordenite and halloysite was also studied on lignocellulosic substrates, hemp, flax and cotton, to promote flame retardancy. The study involved the collection and processing of natural by-products, followed by the extraction of bioactive compounds using environmentally friendly solvents such as hydroethanolic mixtures. Subsequently, the extracts were applied to lignocellulosic substrates using the impregnation technique, optimizing the experimental conditions to maximize functionalization. The substrates were characterized for their antioxidant and antibacterial properties using spectrophotometry for the Folin-Ciocalteu and DPPH methods, colorimetric analysis and antibacterial tests. Similarly to the extracts, the minerals were applied to lignocellulosic substrates using the impregnation technique and then subjected to flammability tests. The results showed that the functionalized substrates presented significant improvements in the desired properties, such as antioxidant and antibacterial activity effective against Staphylococcus aureus , as well as flame retardancy. Hydroethanolic extracts of olive pomace and banana leaves obtained the highest phenolic compound concentration and antioxidant activity. Regarding the textile substrate and opting for cotton alternatives, flax stood out with better results after functionalization and washing. The use of mordenite allowed to confer flame retardancy, namely in cotton and flax fabrics without pre-treatment. This work demonstrates and reinforces the potential of sustainable methods in textile functionalization, aligning with global goals of sustainability and circular economy, promoting innovative practices in the textile industry. Keywords: sustainability, lignocellulosic textiles, by-products, bioactive compounds, functionalization 1 1. Introdução 1.1. Enquadramento e motivação A indústria têxtil e do vestuário, reconhecida como considerável fonte de impacto ambiental devido ao elevado consumo de água, emissão de gases de efeito de estufa e bem como o fenómeno amplamente conhecido, fast fashion , que consiste na rápida rotação de designs de produtos e materiais destinados a influenciar as preferências dos consumidores e a aumentar as vendas a curto prazo, contribuindo para o aumento de desperdícios gerados (European Parliament, 2024; Ramírez-Escamilla et al. , 2024). Mais concretamente, o consumo de têxteis na União Europeia gerou a terceira maior procura de água e terra e a quinta maior utilização de matérias-primas e emissões de gases com efeito de estufa (European Environment Agency, 2024). O setor têxtil enfrenta assim, pressões crescentes para o desenvolvimento de práticas sustentáveis devido ao aumento da consciencialização ambiental e legislação (European Parliament, 2024). A transição para uma indústria menos poluente é crucial para satisfazer as expectativas éticas dos consumidores, reduzir a poluição da água e minimizar impactos nos ecossistemas (Saha et al. , 2024). Deste modo, a economia circular ganha especial interesse principalmente na valorização de subprodutos agroindustriais, visando reduzir a geração de resíduos, minimizar o consumo de recursos e criar soluções sustentáveis, com o objetivo de diminuir a dependência humana de materiais fósseis e seus impactos ambientais adversos (Jia et al. , 2020). Neste contexto, têm sido feitos esforços no sentido de explorar novas fibras e novos processos de funcionalização têxtil. As fibras naturais, compostas essencialmente por celulose, oferecem uma alternativa promissora às fibras sintéticas convencionais. Para além das mais conhecidas, como o algodão, as fibras naturais podem também ser extraídas de vários resíduos como por exemplo caules de cânhamo (Jankauskiene et al. , 2015; Lyu et al. , 2022) e da bananeira (Brindha et al. , 2019; Manimaran et al. , 2020). Adicionalmente, da extração de fibras provenientes do caule e/ou folhas de plantas resultam resíduos e subprodutos que possuem um elevado potencial de valorização, por constituírem fonte de compostos bioativos capazes de providenciar propriedades de elevado interesse para aplicações na indústria têxtil (Y. Zhao et al. , 2015a). A utilização e aproveitamento das diversas partes da planta para melhorar e conferir valor acrescentado às soluções têxteis está diretamente ligada ao conceito de economia circular (Rodrigues & Delerue-Matos, 2022; Kramar et al. , 2021). 2 Surge assim, uma crescente evolução e interesse no desenvolvimento de têxteis multifuncionais com o objetivo de aumentar o valor agregado e ampliar potenciais aplicações das estruturas têxteis convencionais. Necessidades diferentes requerem funcionalidades diferentes, ou seja, a atribuição de propriedades aos substratos como repelência à água, resistência antimicrobiana, regulação de temperatura, retardância à chama, entre outros, depende do ambiente/setor específico envolvente (Santiago et al. , 2024). Mais concretamente, é de realçar a importância dos acabamentos antimicrobianos em vestuário de desporto e aplicações médicas ou qualquer outro produto que esteja exposto a agentes patogénicos e acabamentos retardantes de chama em vestuário de segurança ou em qualquer aplicação que possa estar exposta a calor e chama extremos (Loomia, 2024). Além do mais, é crucial desenvolver alternativas sustentáveis para esses acabamentos, mantendo o compromisso ambiental e de segurança para o utilizador. Neste enquadramento, surge o presente trabalho que visa desenvolver têxteis funcionais, priorizando fibras lignocelulósicas e métodos sustentáveis de funcionalização. Na busca por métodos sustentáveis de acabamento, o foco recaiu na utilização de extratos naturais de plantas e o bagaço de azeitona para conferir propriedades antimicrobianas. Para o acabamento retardante à chama a estratégia envolveu a funcionalização com recurso a um zeólito natural, como a mordenite, uma nanoargila halloysite e um subproduto da indústria alimentar fosfato tricálcico (TCP). A técnica selecionada para aplicar os subprodutos nas respetivas estruturas têxteis foi a impregnação por Foulard . Este trabalho contribuiu assim para a transição da indústria têxtil, promovendo práticas mais éticas e sustentáveis. O presente trabalho está inserido no Projeto integrado be@t – Bioeconomia Têxtil, fazendo parte do plano nacional de recuperação e resiliência. O projeto be@t foca-se em 4 pilares fundamentais: biomateriais, circularidade, sustentabilidade e sociedade, tendo como um dos objetivos promover a produção de produtos têxteis a partir de fontes biológicas, como alternativa aos materiais de fontes fósseis. A exploração das fibras de linho e cânhamo está inserida no pilar dos biomateriais, na Iniciativa 2, que envolve a exploração de fibras naturais alternativas. Nesta Iniciativa, a Medida 5 pretende a I&D de materiais e processos sustentáveis para funcionalização de têxteis com base em fibras naturais, como cânhamo, linho, bananeira, ananás, etc. Pretende-se a obtenção de novas estruturas têxteis com funcionalidades acrescidas, mantendo as credenciais de sustentabilidade que norteiam este projeto. As estratégias exploradas devem envolver um menor consumo de aditivos químicos, assim como menor consumo de água e energia. 3 1.2. Objetivos O presente trabalho tem como principal objetivo desenvolver produtos demonstradores de têxteis funcionais. Estes serão desenvolvidos com recurso a fibras lignocelulósicas, incluindo algodão, linho e cânhamo, devido ao seu carácter mais sustentável. Para o processo de funcionalização, o objetivo é encontrar alternativas sustentáveis, que permitam conferir propriedades adicionais, como atividade antibacteriana, antioxidante, e retardância à chama. Para tal, para a promoção das propriedades antioxidante e antibacteriana será explorada a extração de composto bioativos provenientes de subprodutos industriais têxteis (folha de urtiga e caule de cânhamo) e de outras indústrias nacionais (folha de bananeira e bagaço de azeitona), com o objetivo de manter o compromisso com a circularidade. No caso da retardância à chama serão utilizados minerais (mordenite e halloysite ) e um subproduto da indústria alimentar (fosfato tricálcico (TCP)). No sentido de obter os compostos bioativos, e as respetivas propriedades e funcionalização, pretende-se a utilização de métodos sustentáveis, que permitam obter produtos têxteis funcionais com uma pegada ambiental inferior aos produtos convencionais. 1.3. Entidade de acolhimento O CITEVE (Centro Tecnológico das Indústrias Têxtil e do Vestuário de Portugal) é uma organização privada sem fins lucrativos, sediada em Vila Nova de Famalicão e com delegações comerciais no Brasil, Tunísia, Argentina, Paquistão, Chile e México. Disponibiliza às empresas do setor têxtil e do vestuário, especialmente às pequenas e médias empresas, um conjunto de serviços como ensaios laboratoriais, certificação de produtos, consultoria técnica e tecnológica, I&D, formação e moda e design ( CITEVE , 2024). Como organização de referência a nível nacional e europeu na promoção da inovação e no desenvolvimento da Indústria Têxtil e do Vestuário, a missão do CITEVE passa por apoiar o desenvolvimento das capacidades técnicas e tecnológicas da indústria têxtil e de vestuário, promovendo a inovação, a melhoria da qualidade e fornecendo suporte instrumental para a definição de políticas industriais para o setor ( CITEVE , 2024). O CITEVE encontra-se em atividade desde 1989, contando com a participação de 630 empresas, maioritariamente da região Norte de Portugal. Isto é evidente através de uma ligação muito próxima às empresas e um conhecimento aprofundado da realidade e desempenho do setor, o CITEVE desempenha também um papel relevante na definição e implementação de políticas públicas. Adicionalmente, o CITEVE posiciona-se estrategicamente entre as universidades e as empresas ( CITEVE , 2024). 4 2. Estado da Arte 2.1. Impacto ambiental da Indústria têxtil e do Vestuário (ITV) A ITV é uma das maiores indústrias do mundo, tendo uma contribuição significativa para a poluição ambiental. O impacto da ITV deve-se a uma cadeia de valor extensa com práticas relevantes que se estendem desde o cultivo ou produção de fibras, até ao fim de vida do produto (Leal Filho et al. , 2022). Tal é evidenciado pelo elevado consumo de água, energia e produtos químicos bem como a elevada geração de resíduos, que provocam uma repercussão negativa na pegada ecológica (Niinimäki et al. , 2020). Segundo dados recentes, a produção global de fibras aumentou 7%, passando de 116 milhões de toneladas em 2022 para 124 milhões de toneladas em 2023. Este número deverá subir para 160 milhões de toneladas em 2030, caso as tendências atuais se mantenham. A quota de mercado das fibras sintéticas continuou a aumentar em 2023, enquanto a de algodão e das fibras recicladas diminuiu ligeiramente. Estes dados destacam uma dependência contínua de materiais sintéticos, o que compromete os objetivos climáticos do setor têxtil (Textile Exchange, 2024). Para além disso, a indústria têxtil é responsável por cerca de 20% da poluição global da água potável, decorrente da utilização de produtos para tingimento e acabamento. Em 2020 o setor têxtil foi a terceira maior fonte de degradação de água e de utilização dos solos, sendo que o consumo médio de têxteis por pessoa na União Europeia exigia 9 m3 de água, 400 m2 de terra e 391 kg de matérias-primas e provocou uma pegada carbónica de cerca de 270 kg (European Parliament, 2024). De forma a reduzir este impacto, o atual modelo de economia linear tem vindo a dar lugar a um modelo de economia circular, esquematizado na Figura 1, no qual a sustentabilidade passa a ter um papel fundamental no dia a dia de muitas empresas do sector. Este conceito abrange toda a atividade económica, envolvendo três diferentes dimensões: produção, consumo e pós-consumo (Vidal-Ayuso et al. , 2023). Assim, no setor têxtil todos os passos envolvidos na produção (produção de matérias-primas e estruturas têxteis, acabamentos, design) podem contribuir para o estabelecimento de uma economia circular. No que diz respeito ao consumo, a principal contribuição vem, do próprio consumidor e das suas ações. Este é responsável, em primeiro lugar, por adotar práticas de redução e reutilização, e, em seguida, por desenvolver uma consciência mais crítica ao realizar compras, prestando atenção na seleção e aquisição de produtos que se insiram no conceito de economia circular. No pós-consumo, a maior responsabilidade recai sobre a indústria e os governos. As indústrias devem impulsionar 5 internamente o desenvolvimento de metodologias e práticas eficazes para a reutilização de produtos pósconsumo, com vista à criação de novas matérias-primas, materiais têxteis, artigos, novas utilizações ou até à produção de energia, através de técnicas de reciclagem. Além disso, é essencial o incentivo por parte dos governos, promovendo políticas públicas e apoio financeiro que estimulem a inovação e a implementação dessas soluções sustentáveis, garantindo assim uma transição mais eficaz para uma economia circular (European Parliament, 2024; Vidal-Ayuso et al. , 2023). A deposição final em aterro e inceneração não devem ser consideradas como alternativas e serão proibidas a partir de janeiro de 2025 (European Comission, 2024). Figura 1. Representação esquemática da economia circular (adaptado de (Gözet & Wilts, 2022)). Segundo European Parliament (2024) espera-se que até 2030, os produtos têxteis colocados no mercado da UE sejam de longa duração e recicláveis, e que sejam feitos tanto quanto possível de fibras recicladas e livres de substâncias perigosas. 6 2.2. Substratos lignocelulósicos Espera-se que a crescente pressão associada ao consumo de fibras sintéticas leve a um maior consumo de fibras naturais (European Parliament, 2024). As fibras naturais podem ser classificadas de acordo com a sua origem: animal, vegetal e mineral. Em particular as fibras vegetais são constituídas maioritariamente por celulose, hemicelulose e lignina podendo por isso ser também denominadas de fibras lignocelulósicas (Thomas et al. , 2016). Contudo, ainda que sejam derivadas de recursos renováveis, a sua sustentabilidade depende do método de produção (K. Wise et al. , 2023). Entre as fibras naturais, como algodão, seda, lã, linho, cânhamo, etc., o algodão é o que ocupa a maior percentagem no mercado têxtil, responsável por aproximadamente um terço da produção têxtil mundial, enquanto as fibras sintéticas incluindo o poliéster, acrílico, poliamida e polipropileno correspondem a 60% (Payne, 2015). O algodão é cultivado em mais de 100 países e ocupa uma área de aproximadamente 33 milhões de hectares de terra em todo o mundo (Sheri et al. , 2023), sendo considerado uma das fibras têxteis mais importantes devido às suas propriedades: tem uma boa permeabilidade ao ar (respirabilidade) e capacidade de absorver a humidade, é biodegradável e hipoalergénico contribuindo para o seu maior conforto e suavidade (Mohamed et al. , 2023; Stefanovic et al. , 2014). No entanto, existem obstáculos associados ao seu cultivo: é restrito a climas subtropicais e depende de grandes quantidades de água, bem como do uso de agroquímicos para garantir bons rendimentos. Além disso, o uso de pesticidas e outros tipos de produtos químicos causa um impacto negativo no meio ambiente (La Rosa & Grammatikos, 2019). Estima-se que o algodão mesmo ocupando apenas 2,4% das terras aráveis totais é responsável pelo consumo de 10% dos pesticidas, 25% dos inseticidas e até 2,5% da totalidade de água do mundo (Kozlowski & Mackiewicz-Talarczyk, 2020; Payne, 2015). Nos países em desenvolvimento, estima-se que aproximadamente 50% de todos os pesticidas sejam aplicados no cultivo de algodão. Além disso, o uso e o armazenamento de pesticidas são muitas vezes mal geridos e o cultivo tradicional de algodão requer grandes quantidades de água. A irrigação intensiva é usada em áreas onde as quantidades normais de precipitação não correspondem aos requisitos para o cultivo. A partir de dados da literatura, verificou-se que 53% dos campos de algodão em todo o mundo são irrigados, porque a irrigação geralmente permite maiores rendimentos por unidade de área (Bevilacqua et al. , 2014). Considerando tudo isto e no seguimento das medidas impostas por organizações mundiais para a redução das emissões de carbono e promoção da sustentabilidade ambiental, observa-se um crescente interesse na procura por fibras naturais alternativas (European Parliament, 2024). Exemplo disso são a 7 juta, o linho, o cânhamo e a urtiga, fibras naturais vegetais provenientes do caule. O conteúdo de hemicelulose dessas fibras contribui para a respirabilidade e o isolamento térmico, ambos com excelentes características têxteis (Bevilacqua et al. , 2014). O linho é uma das fibras vegetais mais resistentes da natureza. É um polímero lignocelulósico com uma estrutura cristalina e mais rígida. Tal como o algodão, esta fibra absorve e liberta água promovendo o conforto. Devido à sua humidade, a carga eletrostática do linho é muito baixa (Kozlowski e MackiewiczTalarczyk, 2020). A nível mundial, a Europa é responsável por 70% da produção mundial de linho, sendo que a Normandia Francesa produz 85% do linho europeu. O cultivo de cada hectare de linho implica a assimilação de 3,7 toneladas de CO2. Para além disso, a maioria dos subprodutos gerados na transformação da fibra do linho são reintroduzidos na cadeia de produção e valorizados como novos produtos (Gomez-Campos et al. , 2021). No que diz respeito ao cânhamo, a Europa destaca-se como o maior produtor mundial desta fibra natural (Kozlowski & Mackiewicz-Talarczyk, 2020). O cânhamo é uma planta já usada na indústria têxtil para produção de estruturas têxteis, como tecidos e malhas. A exploração desta planta é fortemente impulsionada pela sustentabilidade associada ao seu cultivo nomeadamente o reduzido uso de pesticidas e consumo de água, e uma maior produção por hectare de área cultivada. Estes fatores diminuem consideravelmente os custos e poluição associados à sua produção em comparação com outras plantas como o linho e o algodão (Duque Schumacher et al. ,2020; Wise et al. , 2023). Adicionalmente, o cânhamo apresenta uma eficácia superior às restantes plantas na remoção de CO2 da atmosfera, sendo que cada tonelada da planta remove cerca de 1,6 toneladas de carbono (Sarikaya et al. , 2019; Vandepitte et al. , 2020). Em termos estruturais, o cânhamo é muito semelhante ao linho, apresentando rigidez e baixo alongamento das fibras, o que se impõe como um desafio nos processos de fiação e tecelagem (Kozlowski & Mackiewicz-Talarczyk, 2020). Os substratos lignocelulósicos destacam-se entre os substratos naturais devido ao seu caracter renovável, biodegrabilidade, capacidade de absorção de dióxido de carbono e ampla diversidade de fontes e aplicações (Kumar et al. , 2022). 2.3. Funcionalização sustentável A funcionalização têxtil é um processo que permite adicionar propriedades aos têxteis, com o objetivo de melhorar a sua performance e desempenho, e desenvolver novas aplicações. Resistência aos vincos, ao pilling , à abrasão e ao desgaste, retardância à chama, repelência ao óleo e ou à água, resistência a 8 microrganismos, proteção UV e condutividade térmica são exemplos de acabamentos funcionais mais utilizados em substratos naturais (Roy Choudhury, 2017). Existem vários métodos de funcionalização no sector têxtil incluindo: impregnação por Foulard , esgotamento, spray e coating . No processo de impregnação no Foulard , o substrato é imerso na solução desejada e, em seguida, passa entre rolos de pressão para forçar a penetração da substância e remover o excesso, assegurando que o tecido absorva apenas a quantidade necessária de produto (Shahid & Adivarekar, 2020). Este método é mais sustentável porque permite utilizar o mesmo volume de solução para realizar múltiplas funcionalizações, o que resulta em uma utilização mais eficiente dos recursos. Com isso, é possível reduzir significativamente o consumo de água e produtos químicos, contribuindo para uma abordagem mais ecológica e económica no tratamento têxtil. A utilização de compostos naturais e minerais representa uma alternativa vantajosa à utilização de produtos sintéticos nos acabamentos químicos. Os compostos bioativos tipicamente utilizados na funcionalização incluem óleos essenciais e extratos naturais. Diversos estudos descritos na literatura abordam a funcionalização de fibras lignocelulósicas com compostos extraídos de plantas, flores e frutas. Glodowska (2016) destaca as propriedades antibacterianas e antifúngicas dos extratos de cânhamo; Inprasit et al. (2018) utilizam extratos de urtiga para conferir propriedades antimicrobianas e cor a substratos de cânhamo; Mothilal et al . (2022) referem propriedades antimicrobianas e de proteção UV de substratos funcionalizados com extratos de folha de bananeira; Saleh & Mahmod (2020) demonstram propriedades de resistência à chama utilizando pseudocaules de bananeira em substratos de algodão; Shahid-ul-Islam & Butola (2019) avaliam propriedades colorimétricas e antioxidantes do tingimento com casca de abacaxi em substratos de linho pré-tratados com quitosano; Singh & Sheikh (2022) aplicam microcápsulas de gelatina e quitosano com óleo de casca de canela em substratos de linho que apresentaram propriedades antioxidantes e antibacterianas e Zimniewska et al . (2021) descrevem a utilização de extratos de cânhamo para conferir propriedades antibacterianas a substratos de cânhamo. 2.3.1. Resistência antibacteriana Os substratos têxteis celulósicos apresentam propriedades adversas como a suscetibilidade ao crescimento de microrganismos e consequente degradação dos mesmos, o que se impõe como um risco para a saúde associado a infeções (Joshi et al. , 2009). Para mitigar esses riscos e melhorar a durabilidade dos tecidos, a incorporação de acabamentos antimicrobianos tornou-se prática comum na indústria têxtil. Os acabamentos antimicrobianos não só inibem o crescimento de bactérias, fungos e outros microrganismos, mas também prolongam a vida útil dos produtos têxteis. A utilização de 9 tratamentos antimicrobianos em têxteis funcionais é especialmente importante em ambientes de alto risco (ex. hospitais e clínicas, laboratórios, indústria alimentar, primeiros socorros), oferecendo proteção contra agentes patogénicos. Os têxteis com propriedade antimicrobianas são cada vez mais considerados em várias áreas de estudo devido aos seus benefícios na saúde, higiene, durabilidade dos materiais e sustentabilidade (Gulati et al. , 2022). A relevância dos substratos têxteis com acabamento antimicrobiano assenta em alguns aspetos importantes: controlo de microrganismos patogénicos, uma vez que estes substratos têxteis podem matar ou inibir o crescimento de bactérias, fungos e vírus, reduzindo a proliferação de infeções e consequente decomposição da matéria orgânica impedindo a libertação de odores; aumento da durabilidade dos têxteis, isto porque a diminuição do número de microrganismos impede a degradação das fibras, aumentando a vida útil dos têxteis; sustentabilidade, visto que a existência de têxteis antimicrobianos reduz a necessidade de lavagens frequentes, contribuindo para um menor dispêndio de recursos e por último, o conforto, uma vez que que estes substratos têxteis podem reduzir as irritações da pele causadas pela presença de microrganismos (Nguyen et al. , 2023). A pele é um componente fundamental da imunidade inata e atua como uma primeira linha de defesa contra infeções, através da ativação de respostas imunitárias humorais e mediadas por células. Apesar destas múltiplas respostas de defesa, a pele é altamente suscetível a várias infeções causadas por algumas bactérias, especialmente na presença de feridas que expõem o tecido subjacente. As bactérias comumente envolvidas em infeções de pele são a Pseudomonas aeruginosa , a Escherichia coli , o Acinetobacter spp. e o Staphylococcus spp. (Chiller et al ., 2001; Serra et al ., 2015). Entre todas as espécies de bactérias, a Staphylococcus aureus e a Pseudomonas aeruginosa representam um problema clínico relevante, pois frequentemente adquirem resistência aos antibióticos (Serra et al ., 2015). As propriedades antimicrobianas podem ser introduzidas por diversos produtos químicos como metais e sais de metais (ex. triclosan), compostos quaternários de amónio (ex. poli-hexanida/polihexametileno de biguanida, n-halaminas), compostos derivados de plantas e animais, corantes e mordentes (Ristic Tosama doo et al ., 2011; Simoncic & Tomsic, 2010). Contudo, alguns destes produtos químicos geram efeitos adversos ao meio ambiente e à saúde. Deste modo, a utilização de produtos naturais torna-se uma escolha crucial (Sharma et al ., 2022). Vários estudos têm sido feitos nesse âmbito (El-Naggar et al. , 2018; Iyigundogdu et al. , 2017; Pandimurugan & Thambidurai, 2017; Román et al. , 2020; Sadalage et al. , 2020). Os produtos à base de plantas representam o principal grupo de agentes antimicrobianos de origem natural e são constituídos por substâncias como fenóis (fenóis simples, ácidos fenólicos, quininos, 10 flavonóides, flavonas, taninos e cumarinas), terpenoides, alcalóides, óleos essenciais, lecitinas, polipéptidos e poliacetilenos (Zhao et al ., 2015). A quantidade de compostos bioativos presentes depende de fatores como: época da colheita, parte da planta e do método de extração (Tarasevičienė et al ., 2023). Subprodutos da indústria agroalimentar como por exemplo sementes, cascas e bagaço das uvas; folhas e bagaço da romã; folhas, ramos e sementes da azeitona e cascas, sementes, folhas e bagaço do tomate são também fonte de compostos bioativos (Sorrenti et al ., 2023). Estes compostos podem ser extraídos por processos químicos e biotecnológicos, e posteriormente aplicados em processos de funcionalização, contribuindo assim para a sua valorização e consequentemente para o desenvolvimento sustentável e economia circular (Fernández et al ., 2018). A extração dos compostos bioativos é frequentemente realizada recorrendo à extração com solventes orgânicos, sendo este o método mais utilizado para o isolamento dos compostos fenólicos e antioxidantes (Tarasevičienė et al ., 2023). Utilizar solventes apropriados, com baixa toxicidade, efeitos ambientais reduzidos e capacidade de extração elevada é fundamental. No caso da extração de compostos bioativos de plantas ou outros subprodutos de caracter vegetal, o solvente interfere nos elementos constituintes das células vegetais através de uma alteração química ou biofísica o que permite a libertação dos compostos de interesse (Nguyen et al ., 2023). Diferentes solventes são utilizados para extrair compostos bioativos específicos, dependendo da sua afinidade química com os compostos desejados. Compostos como antocianinas, taninos, saponinas e terpenos podem ser extraídos de forma eficiente utilizando água como solvente. Já para compostos como taninos, polifenóis, flavonoides, terpenos e alcaloides, o etanol é o solvente mais adequado. No caso de antocianinas, taninos, saponinas, terpenos, flavonoides e polifenóis, o metanol é frequentemente utilizado como solvente de extração, enquanto a acetona é usada para extrair flavonoides, taninos, diterpenos fenólicos e carotenoides (Azmir et al ., 2013). A escolha do solvente, depende dos compostos que se deseja extrair. A água e o etanol são alguns dos solventes utilizados mais ecológicos comparativamente com o metanol, éter e acetona. Para além da escolha do solvente, a temperatura, o tempo de extração, o pH do meio e a granulometria do resíduo/subproduto utilizado também interferem fortemente na eficácia e rendimento de extração (Q. W. Zhang et al ., 2018). 2.3.1.1. Compostos fenólicos e atividade antioxidante Os compostos fenólicos são metabólitos secundários das plantas encontrados em frutas, vegetais, cereais e bebidas como vinho, café, cacau e chá (Hu et al. , 2022). Relativamente às suas características químicas, os compostos fenólicos são formados por um ou mais anéis aromáticos ligados a um ou mais 17 farmacêutica; também na formulação de rações animais pois estimula o crescimento, melhora a nutrição e promove a saúde óssea dos mesmos; utilizado como fertilizante na agricultura devido à libertação de iões de cálcio e fósforo e ainda como aditivo retardador de chama em aplicações industriais (Camachem, 2024). Apresenta baixa solubilidade e existe em três estados polimorfos diferentes, a, '$ e b sendo estável a temperaturas mais elevadas nos dois primeiros mencionados, mais concretamente entre »1125 e »1400 °C, acima de »1430 °C e abaixo de »1125 °C, respetivamente (Bellucci et al ., 2016). Figura 6. Osso animal e pó fosfato tricálcico (Adobe Stock, 2024; Made-in-China, 2024). A utilização de minerais como agentes retardantes à chama tem gerado maior interesse dada a sua eficácia e benefícios ambientais. O trihidróxido de alumínio (ATH), o hidróxido de magnésio e os carbonatos são minerais cada vez mais explorados em diversos compósitos poliméricos para aumentar a resistência à chama (Hull et al ., 2011). Adicionalmente, os minerais compostos por elementos metálicos como alumínio, ferro, magnésio titânio e cálcio e átomos não metálicos incluindo silício, fósforo, oxigénio e carbono são uma alternativa promissora como retardantes de chama naturais (Lei et al. , 2024). A halloysite (Figura 7), (Al#Si#O%(OH)"), pertence à classe dos aluminossilicatos e está presente em várias regiões tropicais e subtropicais, em solos e rochas em desgaste. A sua estrutura e composição química são semelhantes à caulinita, diferindo nas camadas unitárias, que no caso da halloysite são separadas por uma monocamada de moléculas de água. É mais comumente utilizada como um mineral totalmente hidratado (Hedicke-Höchstötter et al ., 2009). É reconhecida pela sua resistência mecânica e estabilidade térmica que melhoram as propriedades dos compósitos quando usadas como agente de reforço (Kivilcim, 2023). A biocompatibilidade e natureza não tóxica permite expandir a sua aplicabilidade em campos biomédicos (Fizir et al ., 2018). Assim, as propriedades estruturais e químicas da halloysite tornam a um material versátil com potencial significativo em várias indústrias. 18 Figura 7. Mineral halloysite e respetivo pó (Indiamart, 2024; Nanorh, 2024). 2.3.2.1. Zeólitos naturais Os zeólitos naturais são minerais aluminossilicatos que apresentam uma ampla gama de aplicações como agricultura, adsorção de gases, química verde, tratamento de águas, ração animal, entre outras (Grancaric et al ., 2012; Narayanan et al ., 2020). Possuem propriedades como elevada porosidade com uma elevada área de superfície especifica (Pan et al. , 2025). Para além disso, estes minerais integram na sua estrutura catiões permutáveis como Na&,.K&,.Ca#&,.Mg#& bem como moléculas de água. Contém carga negativa como consequência do processo de substituição isomórfica, fornecendo assim uma alta capacidade de troca de catiões (Arancibia-Miranda et al ., 2016). Essa facilidade de movimento de iões e água no interior da estrutura permite a desidratação reversível e a troca de catiões, propriedades que variam consideravelmente com as diferenças químicas e estruturais da mesma. A forma como as moléculas de água são ligadas na estrutura cristalina do zeólito e a sua quantidade influencia o seu carácter de desidratação bem como a sua estabilidade química (Benning et al ., 2000). Essa estabilidade está diretamente relacionada com a proporção silício/alumínio que também afeta a sua volubilidade em relação à troca iónica (Mastinu et al ., 2019). Os zeólitos naturais encontram-se em rochas vulcânicas e nas suas cavidades como resultado da deposição de fluidos ou vapores. Nas rochas sedimentares, os zeólitos ocorrem devido à alteração de vidro vulcânico resultante do arrefecimento e solidificação do magma; também podem ser encontrados em rochas sedimentares de origem marinha (Machiels et al ., 2014; Wise, 2013). Do ponto de vista químico, os zeólitos pertencem à classe dos aluminossilicatos inorgânicos possuindo uma estrutura tridimensional, em que os átomos se dispõem de forma tetraédrica. A sua forma geral corresponde a TO", em que T corresponde a uma molécula de um metal. A composição química 19 tradicional de um zeólito (representada na Figura 8) é semelhante a uma estrutura típica de um aluminossilicato em que o alumínio (Al), silício (Si) e oxigénio (O) são os componentes principais (Vasconcelos et al ., 2023). Figura 8. (a) Estrutura química e (b) estrutura 3D do zeólito (adaptado de (Markovska Burgas et al ., 2009)). A mordenite (Figura 9) pertence a uma classe importante de zeólitos naturais. É um mineral aluminossilicato, constituído por alumínio, silício e oxigénio, cuja fórmula química é Al#Si'(O#" ∙7H#O. A sua alta proporção de silício para átomos de alumínio torna a mais resistente a meios ácidos em comparação com a maioria dos outros zeólitos (Benning et al ., 2000; Mastinu et al ., 2019). A mordenite é um dos zeólitos que pode ser encontrado nos sedimentos vulcânicos, cuja composição varia consoante a localização da erupção vulcânica. Este zeólito é frequentemente identificado em áreas geotermais ativas como por exemplo, no Japão, Nova Zelândia, Islândia ou no Parque Yellowstone nos EUA, estando a sua existência relacionada com a atividade vulcânica e locais geotérmicos (Wise, 2013). Apresenta inúmeras propriedades como elevada porosidade, alta área superficial, estabilidade e resistência térmica (Benning et al ., 2000; Pan et al ., 2025). Assim, este zeólito natural tem ganho notoriedade em diversas indústrias, como o setor têxtil (Narayanan et al ., 2020; Přech et al ., 2018). A mordenite pode ser integrada em sistemas de filtração para reduzir a concentração de corantes (adsorção de corantes), tratamento de águas residuais e processamento têxtil contribuindo para a diminuição do impacto ambiental desta indústria (Avilés-Monreal et al ., 2023; Narayanan et al ., 2020). 20 Figura 9. Zeólito mordenite e respetivo pó (Britannica, 2024; Zr Catalyst, 2024). Vários estudos têm explorado o uso de materiais naturais na melhoria das propriedades de retardância à chama. Grancaric et al . (2012) comprovaram que a adição de um zeólito natural a compostos orgânicos de fósforo promove um efeito positivo na retardância à chama. De forma semelhante, Demir et al . (2005) comprovaram a ação dos zeólitos naturais nos aditivos retardadores de chama com o objetivo de aumentar a resistência à chama do polipropileno. Mais recentemente, Melro et al . (2022) incorporam a mordenite em nanocelulose bacteriana, alcançando melhorias nas propriedades de retardância à chama desse material. 21 3. Materiais e Métodos 3.1. Materiais 3.1.1. Subprodutos industriais para acabamento antibacteriano Neste trabalho experimental foram utilizados diversos subprodutos industriais têxteis como folhas de urtiga e shives (resultantes da extração de fibras dos caules de cânhamo), assim como subprodutos de outras indústrias, como folhas de bananeira e o bagaço de azeitona, como fonte de exploração de compostos bioativos para acabamento antibacteriano. Na Tabela 1 encontram-se indicados os subprodutos explorados, a sua origem e representação macroscópica. Tabela 1. Subprodutos e respetiva origem Subprodutos Origem Representação macroscópica Folhas de Urtiga Plantação nacional, Distrito de Vila Real Caules de Cânhamo ( shives ) Plantação nacional, Distrito de Santarém. Variedade: Futura 75 Folhas de Bananeira Plantação nacional, Ilha dos Açores Bagaço de Azeitona Cooperativa de olivicultores de Valpaços 22 3.1.2. Produtos para acabamento de retardância à chama No caso do acabamento retardante à chama, foram utilizados três diferentes produtos: um zeólito natural, mordenite, uma nanoargila halloysite e um subproduto da indústria animal, fosfato tricálcico (TCP). Na Tabela 2 encontram-se indicados os subprodutos explorados, a sua origem e representação macroscópica. Tabela 2. Subprodutos e respetiva origem Subprodutos Origem Representação macroscópica Mordenite Sigma Aldrich, Alemanha Halloysite Aldrich Chemistry TCP Grupo ETSA – Empresa Transformadora de Subprodutos Animais em Portugal 3.1.3. Produtos Químicos Para a realização de toda a parte experimental foram também utilizados diversos produtos químicos/reagentes. O etanol absoluto (EtOH) 99,8%, o 2,2-difenil-1-picrylhydrazil (DPPH) 95%, o ácido acético glacial e o 3,4,5-trihydroxybenzoic acid monohydrate foram adquiridos através da Thermo Scientific , Kandel, Alemanha. O 6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic Acid (Trolox) foi comprado através da TOKYO CHEMICAL INDUSTRY (TCI), e o Folin-Ciocalteu (FC) na PanReac AppliChem. O Carbonato de sódio, foi comprado na Sigma Aldrich, Alemanha e o Optifix E50 liquid, 23 comprado na ClaryChem. O polímero natural quitosano 1600 foi adquirido através da Primex Iceland, e o detergente ECE não fosfatado, foi comprado na Enterprises limited. O agente de limpeza Diadavin UM foi adquirido através da ADI Center Portugal, Unipessoal, Lda. Para os ensaios antibacterianos foram utilizadas duas bactérias: Pseudomonas aeruginosa ( P. aeruginosa ) (American Type Culture Collection (ATCC 27853) e Staphylococcus aureus ( S. aureus ) (ATCC 6538), adquiridas da Liofilchem, Téramo, Itália. Também foram utilizados Trypticase soy broth (TSB) e Agar, adquiridos da Biokar Diagnostics, Allone, França. 3.1.4. Substratos Têxteis Os diferentes acabamentos foram aplicados em tecidos 100% algodão, 100% linho e 100% cânhamo. Salienta-se que o tecido 100% algodão fornecido pela Tintex foi utilizado para o acabamento de retardância à chama e o tecido 100% algodão fornecido pela Lameirinho foi utilizado para o acabamento antibacteriano. Os substratos têxteis utilizados, o seu debuxo, contextura, massa por unidade de área e origem encontram-se representados na Tabela 3. Tabela 3. Substratos têxteis e respetiva origem Composição dos substratos Debuxo Contextura (fiosxpassagens/cm) Massa por unidade de área (g/ 5)) Fornecedor Substratos 100% Algodão Cetim de 5 28x26 224 Tintex 100% Algodão Tafetá 36x28 137 Lameirinho 100% Linho Tafetá 24x22 182 Têxteis Penedo 100% Cânhamo Tafetá 26x17 157 João & Feliciano 24 3.2. Métodos 3.2.1. Adequação dos subprodutos Após a recolha/receção dos subprodutos estes foram submetidos a secagem no secador Roqtunnel T3080E , no caso dos resíduos frescos como folha de bananeira, urtiga e bagaço. Os caules de cânhamo já apresentavam uma percentagem de humidade inferior a 10% que é necessária para poder enfardar e transportar. Estes foram secos a 60 °C, durante aproximadamente 48 h, até atingirem uma percentagem de humidade inferior a 10%/15%. Estudos anteriores como Kaur et al . (2024) e Ferreira-Santos et al . (2024) utilizaram valores de humidade de 10%–12% para extração de compostos fenólicos de casca de tangerina e inferiores a 10% na obtenção de compostos fenólicos de bagaço de uva, respetivamente. A determinação da percentagem de humidade dos resíduos foi realizada usando uma balança analisadora de humidade, MBT 64M, VWR . Após a secagem, os subprodutos foram adequados granulometricamente. A adequação granulométrica foi realizada no moinho de lâminas SM 300 RETSCH representado na Figura 10. Figura 10. Moinho de lâminas SM 300 RETSCH. 25 3.2.2. Extração dos compostos bioativos Para todos os subprodutos foram realizadas extrações hidroetanólicas com 10, 20 e 30% (v/v) EtOH em H2O. Para as extrações foram utlizadas diferentes quantidades de biomassa nomeadamente 1, 3 e 5% (m/v). As condições utilizadas para as extrações, incluindo temperatura (°C), tempo (min), gradiente de temperatura (°C/min) e velocidade de rotação (rpm) encontram-se apresentadas na Tabela 4. Após o tempo de extração, os extratos obtidos foram filtrados em vácuo com recurso a papeis de filtro. Estes ensaios foram realizados no equipamento Mathis Labomat . Tabela 4. Condições de extração para todos os subprodutos Biomassa (%(m/v)) 6)7 (%(v/v)) EtOH (%(v/v)) Temperatura (°C) Tempo (min) Gradiente de temperatura (°C /min) Velocidade de rotação (rpm) 1 3 5 90 10 50 30 2 25 1 3 5 80 20 50 30 2 25 1 3 5 50 50 50 30 2 25 3.3.2.1. Rendimento de extração O rendimento de extração foi calculado através da equação 1 apenas para as extrações hidroetanólicas a realizar na condição ótima. Rendimento.de.extração.(%)=*+,-./!"!#!$%0*+,-./&!"$% *+,-./!"!#!$% ×100 (1) 3.3.2.2. Otimização dos processos de extração: Design of Experiments (DoE) A otimização do processo de extração foi posteriormente realizada utilizando ferramentas de DoE ( Software StatEase , Design-Expert versão 12), com o objetivo de identificar as melhores condições do processo, tanto em termos de capacidade de extração, como também com foco na sustentabilidade. Para o planeamento dos ensaios foram escolhidos 4 fatores, nomeadamente 2 fatores numéricos: a percentagem de etanol usada na extração (que variou entre 0% e 20%) e a temperatura (variando entre 26 40 e 60 °C), e 2 fatores categóricos: o agente usado no processo de cationização (Optifix ou quitosano) e o pré-tratamento (com ou sem plasma). A concentração de biomassa foi definida como constante (3% (m/v)) e o ensaio foi realizado com repetições no ponto central (10%, 50 °C), para as diferentes variáveis categóricas. A matriz experimental foi desenhada e testada, segundo um modelo linear quadrático com 28 ensaios no total. O modelo combinado geral, com a inclusão das variáveis do processo, está representado sob a forma de matriz e apresentado na Tabela 6. A representação esquemática da análise DoE encontra-se apresentada na Figura 11, para melhor compreensão do processo. Figura 11. Esquema representativo da análise DoE. Tabela 5. Fatores DoE estudados no planeamento 24 realizado 33 em repouso por 2 horas, protegida da luz. Após o tempo de reação efetuou-se a leitura das absorvâncias a 760 nm. 3.2.4.4. Determinação da atividade antioxidante A atividade antioxidante dos resíduos, extrações e substratos foi avaliada pelo método DPPH, adaptado de Silveira et al. (2018). Para a preparação da solução stock pesou-se 24 mg do reagente e dissolveu-se em 100 mL de EtOH. De seguida, para a preparação da solução de trabalho, retiraram-se 10 mL dessa solução stock para um balão volumétrico de 100 mL perfazendo o mesmo com EtOH. Para os resíduos em pó, respetivos extratos e substratos adicionou-se respetivamente 50 mg de resíduo (com base na curva de calibração em anexo II), 150 µl e 125 mg (de forma análoga ao mencionado em (Silveira et al. , 2018)) em tubos de ensaio. Para os substratos adicionou-se 125 mg. Posteriormente foram adicionados 6 mL de solução de uso de DPPH e a reação ocorreu durante 30 minutos, no escuro e à temperatura ambiente. A leitura das absorvâncias (Abs) foi realizada a 517 nm no equipamento UVVIS Spectrophotometer UV-2600i (Shimadzu). Foi utilizado um controlo preparado com a solução de trabalho de DPPH e EtOH, nas mesmas condições dos extratos. Foi utilizado EtOH como branco e todas as medições foram realizadas em triplicado com exceção dos substratos têxteis, nos quais foi efetuada apenas uma leitura por condição. A percentagem da atividade antioxidante foi calculada através da equação 4: Atividade.antioxidante.(%)=[Abs.controlo−Abs.amostra Abs.controlo ]∗100 (4) 3.2.4.5. Análise colorimétrica No que diz respeito à análise colorimétrica dos substratos têxteis foram analisados os parâmetros L*, a*, b*, ΔE e K/S utilizando o instrumento Datacolor Spectro 750 (Figura 14) que permite medir a transmitância e a refletância da cor. As medições foram realizadas em três pontos diferentes de cada amostra. Os parâmetros avaliados encontram-se descritos na Tabela 12. 34 Figura 14. Equipamento Datacolor Spectro750. Tabela 12. Parâmetros analisados no colorímetro (adaptado de (Cabral et al ., 2024)) Variáveis Designação L* claridade ou escuridão da cor L*= 0 preto perfeito L*= 100 branco perfeito a* posição da cor ao longo do eixo vermelho-verde +a* Þ vermelho -a* Þ verde b* posição da cor ao longo do eixo amarelo-azul +b* Þ amarelo -b*Þ azul K/S intensidade da cor +K/S Þ cor mais intensa DE diferença de cor DE » 0 Þ cores idênticas (menos diferença de cor) +DE Þ maior diferença de cor 35 3.2.4.6. Solidez à lavagem A solidez à lavagem dos substratos funcionalizados foi determinada submetendo os substratos têxteis a 5 ciclos de lavagem, a 40 °C, com detergente não fosfatado de concentração 0,2% (m/v), de acordo com a norma ISO 105-C08 (IS0 105-C08, 2010). Posteriormente foram caracterizados quanto à sua atividade antioxidante (descrito na secção 3.2.4.3. Determinação da atividade antioxidante ) e foi também feita a sua análise colorimétrica (descrito na secção 3.2.4.3. Análise colorimétrica ). 3.2.4.7. Solidez à luz Para determinação da solidez à luz dos substratos funcionalizados estes foram colados numa janela na direção vertical (como é possível observar na Figura 15) e submetidos à exposição solar durante 7 dias. Após 7 dias de exposição solar foi feita a sua análise colorimétrica (descrito na secção 3.2.4.3. Análise colorimétrica ). Figura 15. Demonstração ensaio solidez à luz. 3.2.4.8. Ensaios antibacterianos De modo a avaliar a eficácia antibacteriana foi realizada uma adaptação do método AATCC TM 100. Primeiramente preparou-se pré-inóculos das bactérias S. aureus e P. aeruginosa em TSB que foram posteriormente incubados durante a noite a 37 °C e 120 rpm. De seguida, os microrganismos foram lavados com solução tampão fosfato-salino (PBS), e a sua concentração foi ajustada para 36 1×10:.UFC.mL0', recorrendo à medição da densidade ótica e à curva de calibração de cada microrganismo para o efeito. Amostras quadradas de tecido com 4 cm# foram inoculadas com 50 µL de bactéria durante 30 minutos para a P. aeruginosa e 1 hora para a S. aureus, à temperatura ambiente. Posteriormente, as amostras foram lavadas numa solução de 5 mL de PBS e posteriormente agitadas num vortex durante pelo menos 1 minuto. Depois disso, 200 µL de cada solução de lavagem foi submetida a 3 diluições em série em PBS, sendo que em cada uma se diluiu 10 vezes a solução anterior. Cada diluição foi inoculada numa placa contendo meio sólido TSA. A redução logarítmica foi calculada segundo a equação 5. Redução(logaritmica(((UFC(mL!")=Log[controlo((UFC(mL!")]−([Log(amostra((UFC(mL!")] (5) Em que: Controlo: concentração do microrganismo de inóculo Amostra: concentração microrganismo após o tempo de incubação A correlação da atividade antibacteriana com a redução logarítmica pode ser considerada através da Tabela 13. Tabela 13. Correlação entre a redução logarítmica e a respetiva classificação (adaptado de (Vieira et al ., 2023)) Redução logarítmica Classificação Log10 < 1 Sem atividade 1 £ Log10 < 2 Descontaminante fraco 2 £ Log10 < 3 Descontaminante forte 3 £ Log10 < 4 Desinfetante fraco 4 £ Log10 < 5 Desinfetante moderado 5 £ Log10< 6 Desinfetante forte 6 £ Log10 Esterilizante 3.2.4.9. Teste flamabilidade dos substratos funcionalizados A propriedade de retardância à chama dos substratos funcionalizados foi avaliada conforme a norma ISO 3795 (UNECE R118, 2019), a qual permite a determinação da taxa de queima horizontal dos materiais. A taxa de queima (B) para cada amostra é calculada apenas nos casos em que a chama atinge o final da amostra ou o último ponto de medição, através da equação 6: 37 B=60.s t (6) Em que: s= distância queimada, em milímetros t= tempo, em segundos, para queimar a distância s O resultado do teste é considerado satisfatório se o valor de B não for superior a 100 SS.min0'. 3.2.5. Análise estatística dos dados Para os ensaios quantitativos realizados em triplicado, em que os resultados foram expressos em médias de ± desvio padrão para n = 3, foi realizada uma análise estatística dos dados utilizando o GraphPadPrism v. 10.4.1 para Mac ( GraphPad Software , San Diego, CA, EUA, http://www.graphpad.com). Após a avaliação da normalidade dos resultados através do teste Shapiro-Wilk , ao apresentar uma distribuição normal, os dados foram analisados usando ANOVA unidirecional e o teste de comparações múltiplas de Tukey ; ao não apresentar uma distribuição normal, um teste não paramétrico de Kruskal-Wallis foi realizado. Diferenças em p < 0,05 foram consideradas significativas (com * denotando diferenças estatísticas para p < 0,05; ** denotando diferenças estatísticas para p < 0,01; *** denotando diferenças estatísticas para p < 0,001; e **** denotando diferenças estatísticas para p < 0,0001). 4. Análise e Discussão dos Resultados 4.1. Cartas de controlo As cartas de controlo obtidas para os brancos realizados nos ensaios de Folin e DPPH estão representadas nas Figura 16 e Figura 17, respetivamente. 38 Figura 16. Carta de controlo dos brancos no ensaio de Folin, (como descrito no ponto 3.2.4.3. Quantificação do conteúdo fenólico total ). Figura 17. Carta de controlo dos brancos no ensaio de DPPH, (como descrito no ponto 3.2.4.4. Determinação da atividade antioxidante ). É possível verificar através da análise dos gráficos Figura 16 e Figura 17 que todos os valores de absorvância dos brancos se encontram dentro dos limites de confiança estabelecidos, contudo apresentam bastante variabilidade ao longo do tempo. Verifica-se também que os valores de absorvância média para os brancos no ensaio de Folin rondam uma absorvância de 0,02. No entanto, o valor de 39 absorvância média para os brancos no ensaio de DPPH é cerca de 0,5, tendo oscilado entre 0,3 e 0,8. Este valor é consideravelmente superior ao do método de Folin, tendo sido observada uma maior variabilidade neste método analítico. 4.2. Adequação e caracterização dos subprodutos Neste trabalho, com o objetivo de funcionalizar substratos têxteis celulósicos (algodão, linho e cânhamo) com propriedades antibacterianas, prevendo a sua aplicação para o desenvolvimento de têxteis técnicos, procedeu-se em primeiro lugar à adequação granulométrica dos subprodutos e à avaliação das suas propriedades (antioxidantes e fenóis totais quando em pó (pré-extração). Esta análise preliminar permite uma caracterização precisa da matéria-prima, criando uma linha de base que ajuda a otimizar o método de extração, maximizando a recuperação dos compostos ativos de interesse. O teor de humidade é um fator determinante no processo de secagem e purificação do subproduto, na redução de tamanho das partículas (processo de moagem) e nas propriedades físico-químicas dos subprodutos (Yan et al ., 2020). Isto porque, a presença de humidade na biomassa deteriora as propriedades mecânicas do subproduto, aumenta a coesão das partículas dificultando o processo de moagem e levando à formação de grânulos. Além disso, em materiais em pó, a presença de água pode proporcionar a formação de pontes de hidrogénio e hidrólise dos constituintes do subproduto, podendo levar à perda de propriedades do mesmo (Przywara et al ., 2023). Assim, o teor de humidade do subproduto tem influência na estabilidade dos seus compostos bioativos e na consequente capacidade antioxidante (Pham et al ., 2015). Os subprodutos foram secos previamente ao processo de moagem e a sua percentagem de humidade foi de 9,7 ± 1,2%; 10,2 ± 0,72%; 9,9 ± 1,0% e 6,3 ± 0,6% para a folha de urtiga, caule de cânhamo, folha de bananeira e bagaço de azeitona, respetivamente. Após este processo, a granulometria dos subprodutos foi ajustada para partículas ≤ 1 mm, uma vez que em estudos anteriores foi possível verificar que o rendimento e a cinética de extração foram superiores (J. Zhang et al. , 2020; Ngoc et al ., 2019). Na Figura 18 encontram-se apresentados os subprodutos após o processo de adequação da granulometria. 40 Figura 18. Representação macroscópica dos resíduos após adequação da granulometria: (a) folha de urtiga, (b) caule de cânhamo Futura 75, (c) folha de bananeira e (d) bagaço de azeitona. Após adequação granulométrica, a molhabilidade dos subprodutos foi avaliada de modo a compreender o comportamento destes em ambientes aquosos. A molhabilidade é a capacidade de um líquido se espalhar sobre a superfície de um sólido, o que afeta o grau de contato entre o solvente e o resíduo, determinante nos processos de extração. Os resultados dos respetivos subprodutos encontram-se demonstrados na Figura 19. Figura 19. Molhabilidade dos subprodutos em pó. Através da análise do gráfico da Figura 19 podemos concluir que os caules de cânhamo e o bagaço de azeitona se destacam pela alta molhabilidade, dado que apresentam tempos de imersão consideravelmente inferiores aos restantes subprodutos em estudo (<5 minutos). Este facto é indicativo do seu caracter hidrofílico, sugerindo que estes subprodutos tendem a interagir fortemente com a água. (a) (b) (c) (d) 41 Por outro lado, tanto as folhas de urtiga como as folhas de bananeira ultrapassam os 5 minutos de absorção, o que indica molhabilidade baixa e, consequentemente, hidrofobicidade, indicador de reduzida afinidade com a água. Este fator pode ser justificável pelo facto de as folhas serem mais hidrofóbicas devido à presença de cutículas cerosas e saliências nas superfícies das mesmas, como tricomas, que facilitam a remoção da água das superfícies (Holder, 2012). A molhabilidade do subproduto, também influencia a escolha do solvente. Em situações onde a água não é eficiente devido à hidrofobicidade do material, solventes orgânicos (ex. etanol) ou misturas podem ser mais apropriadas (ex. soluções hidroetanólica, como as estudadas no presente trabalho), ajustando a afinidade entre o solvente e o resíduo e melhorando a eficiência do processo de extração (Lefebvre et al ., 2021). Deste modo, é expectável que quanto maior a molhabilidade do subproduto, maior o rendimento da extração hidroetanólica, quando comparado com a extração aquosa. Isto porque, maior molhabilidade sugere um aumento do caráter hidrofílico do resíduo, que consequentemente aumentará a interação entre o subproduto e a água (Holder, 2012). 4.2.1. Determinação do conteúdo fenólico total e atividade antioxidante Após o processo de adequação, os subprodutos foram caracterizados quanto ao seu conteúdo fenólico e atividade antioxidante, através dos métodos de FC e DPPH, respetivamente. Os resultados desta avaliação encontram-se apresentados na Figura 20. Figura 20. Conteúdo fenólico total (a) e atividade antioxidante dos subprodutos em pó (b). 42 Através da análise do gráfico da Figura 20 (a) podemos observar que o subproduto em pó com maior conteúdo fenólico total foi o bagaço de azeitona com 8,94 ± 1,60 mg EAG/g de resíduo, seguido das folhas de urtiga com 6,26 ± 0,86 mg EAG/g, as folhas de bananeira com 4,26 ± 0,76 mg EAG/g de resíduo e por fim os caules de cânhamo com 1,06 ± 0,13 mg EAG/g de resíduo. Relativamente à atividade antioxidante relativa, verifica-se através da análise do gráfico da Figura 20 (b) que o subproduto em pó com maior valor é o bagaço de azeitona com 94 ± 0,00%, seguido das folhas de bananeira com 85 ± 0,01%, as folhas de urtiga com 53 ± 0,01% e por fim os caules de cânhamo com 32 ± 0,03%. Adicionalmente, e de um modo geral, os subprodutos com maior quantidade de fenóis totais, são aqueles que apresentam valores de atividade antioxidante relativa maior nomeadamente, o bagaço de azeitona, a folha de urtiga e a folha de bananeira. Isto está de acordo com o esperado, uma vez que os compostos fenólicos possuem uma estrutura molecular constituída por um ou mais anéis benzénicos ligados a grupos hidroxilo (-OH), que permitem neutralizar radicais livres e deste modo interromper reações de oxidação (Vuolo et al ., 2019). Estes resultados são expectáveis, pelo facto de o caule de cânhamo apresentar uma composição de lignina superior, que por sua vez, justifica o menor conteúdo de fenóis e capacidade antioxidante em comparação com outras partes das plantas em que esses compostos bioativos são mais predominantes (folhas, flores e sementes) (Garofulić et al ., 2021; Hourfane et al ., 2023) como é o caso das folhas de urtiga e bananeira. 4.3. Extrações hidroetanólicas dos subprodutos O foco deste trabalho debruça-se sobre o aproveitamento dos subprodutos, procurando formas inovadoras para a sua aplicação, transformação e consequente valorização. Os subprodutos em estudo mostraram, através da análise dos resultados obtidos na secção acima ( 4.1. Adequação e caracterização dos subprodutos ), potencial significativo no que diz respeito ao conteúdo fenólico e atividade antioxidante, nomeadamente a folha de urtiga e bananeira, e o bagaço de azeitona. Neste contexto, após adequação e caracterização, procedeu-se à realização das extrações hidroetanólicas (de acordo com o indicado na secção 3.2.2. Extração dos compostos bioativos , nomeadamente na Tabela 4) de todos os subprodutos em estudo e à sua caracterização relativamente ao conteúdo fenólico total e atividade antioxidante. No caso dos caules de cânhamo, apesar do resíduo em pó não apresentar quantidade significativa de fenóis totais e atividade antioxidante, quando comparado com os restantes, procedeu-se à extração hidroetanólica, uma vez que esta pode potenciar a extração dos compostos de interesse. 49 eficaz, permitindo obter teores fenólicos superiores mesmo com menor concentração de etanol, em comparação com outros estudos. O processo em estudo demonstrou por isso ser mais vantajoso, uma vez que utilização de elevada concentração de etanol pode limitar a viabilidade de aplicação em larga escala devido aos custos e impacto ambiental. Os resultados obtidos indicam que métodos de extração mais sustentáveis, com menor uso de etanol, podem ser explorados para aumentar a viabilidade comercial e ambiental. Assim, o uso de 50% (v/v) de EtOH não se considerou como opção sustentável, direcionando a análise do estudo para 10% (v/v) e 20% (v/v) de EtOH. Com a mesma percentagem de biomassa não se observaram diferenças consideráveis entre a utilização de 10% (v/v) e 20% (v/v) de EtOH nos resultados de atividade antioxidante percentual e conteúdo fenólico total, priorizou-se a menor concentração de etanol, 10% (v/v). No que diz respeito à biomassa selecionou-se a concentração intermédia de 3% (m/v) dado que não se verificaram grandes discrepâncias nos resultados obtidos para as três percentagens estudadas. Definiu-se como condição ótima de extração, através da análise dos gráficos da Figura 21, Figura 22, Figura 23 e Figura 24, 3% (m/v) de biomassa e 10% (v/v) de EtOH. Na secção seguinte, o foco será a otimização dos processos de extração, utilizando a ferramenta Design of Experiments (DoE), para aprimorar ainda mais a eficiência e sustentabilidade do processo. 4.4. Otimização de processos com recurso ao planeamento de experiências por Design of Experiments (DoE) Como descrito anteriormente, os resultados mais promissores observaram-se tanto para as extrações de folhas de urtiga, folhas de bananeira e bagaço de azeitona. Porém, o subproduto disponível em maior quantidade são as folhas de urtiga, tendo sido por isso o subproduto selecionado para a realização da otimização do processo de extração e funcionalização com recurso à ferramenta DoE. Foram efetuados planeamentos fatoriais 24 completos, com 12 ensaios no ponto central por existirem 2 variáveis categóricas, dando um total de 28 ensaios, para cada tipo de substrato. Os valores obtidos, para todas as respostas analisadas, de acordo com o planeamento efetuado encontram-se no Anexo III. As variáveis de resposta selecionadas foram analisadas, mas não foi possível obter modelos com significância estatística adequada para poder obter os modelos das respostas. No entanto, pela análise dos valores obtidos, o pré-tratamento com plasma não acarretou benefícios evidentes, pelo que a otimização do processo foi efetuada sem pré-tratamento plasmático e recorrendo à análise dos gráficos. Para o algodão, por exemplo, a luminância (L*) variou entre 8 e 28 em relação ao controlo (L* aproximadamente 94), tendo sido obtidas cores mais intensas para as maiores temperaturas de 50 extração, sem existir, no entanto, uma consistência sistemática na variabilidade das respostas. A enorme variabilidade obtida pode ser explicada quer pela variabilidade dos métodos analíticos (por exemplo do DPPH), quer pela variabilidade do processo de extração nas condições utilizadas, em que os fatores tiveram uma variação muito reduzida (por exemplo, a temperatura apenas variou entre 40 e 60 °C), justificando a não existência de dependência entre as variáveis estudadas. Como sugestão, num próximo planeamento fatorial sugere-se diminuir o número de variáveis categóricas e aumentar a região de estudo dos fatores. Assim, definiu-se como condição ótima de extração 3% (m/v) de biomassa e 10% (v/v) de EtOH, tendo como base a análise dos gráficos da Figura 21, Figura 22, Figura 23 e Figura 24. 4.5. Funcionalização dos substratos lignocelulósicos 4.5.1. Funcionalização com extratos hidroetanólicos Os extratos hidroetanólicos das folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona, representados na Figura 25, foram aplicados em tecidos de algodão, linho e cânhamo na condição ótima 3% (m/v) de biomassa e 10% (v/v) de EtOH. Figura 25. Extrações hidroetanólicas (3% biomassa e 10% EtOH) de folhas de urtiga (a); caules de cânhamo (b); folhas de bananeira (c) e bagaço de azeitona (d)). (a) (b) (c) (d) 51 Tal como é possível observar na Figura 25 as diferentes extrações apresentaram rendimentos de extração diferentes, 82%, 88%, 80% e 93% para as folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona, respetivamente. Rendimentos de extração superiores indicam maior eficiência de extração, maior volume de líquido de extração, mas não significa maior concentração de compostos fenólicos. O rendimento de extração é determinado pelo tipo de solvente utilizado (intrinsecamente relacionado com a maior ou menor extração de compostos fenólicos), temperatura, tempo de extração, características e composição da planta e granulometria da mesma (Lama-Muñoz & Contreras, 2022; Sultana et al ., 2009). Desta forma, esta pode ser uma justificação para os rendimentos de extração das folhas serem inferiores comparativamente com o bagaço de azeitona e os caules de cânhamo. Os extratos foram aplicados nos tecidos de algodão, linho e cânhamo, conforme descrito no subcapítulo ( 3.2.3.3. Funcionalização por impregnação ) e a sua representação macroscópica encontra-se no Anexo IV. 4.5.2. Funcionalização com retardantes à chama Os tecidos de algodão, linho e cânhamo foram funcionalizados com as três suspensões referidas na secção 3.2.3.3. Funcionalização por impregnação, porém apenas se encontram representados macroscopicamente (Tabela 14) os substratos funcionalizados com mordenite 2,5% (m/v), nos quais os resultados foram mais promissores (apresentados subsequentemente na secção 4.5.4. Teste flamabilidade) . Tabela 14. Substratos de algodão linho e cânhamo funcionalizados com mordenite Algodão Linho Cânhamo Sem tratamento Optifix Quitosano 52 4.6. Caracterização dos substratos funcionalizados Após o processo de funcionalização, os substratos têxteis foram submetidos a uma série de caracterizações para avaliar suas propriedades, incluindo atividade antioxidante, análise colorimétrica, atividade antibacteriana e comportamento em relação à retardância à chama. Para o caso da atividade antioxidante não se procedeu à realização de réplicas uma vez que para além de não se ter verificado erros significativos nas extrações previamente apresentadas (secção 4.2. Extrações hidroetanólicas ) existia limitação de recursos e tempo. 4.6.1. Atividade antioxidante Após funcionalização dos substratos de algodão, linho e cânhamo com os diferentes extratos hidroetanólicos, estes foram caracterizados quanto à sua capacidade antioxidante (como descrito na secção 3.2.4.3. Determinação da atividade antioxidante). Os resultados encontram se representados nos gráficos da Figura 26. Figura 26. Atividade antioxidante dos substratos de algodão, linho e cânhamo funcionalizados com extratos de (a) folhas de urtiga; (b) caules de cânhamo; (c) folhas de bananeira e (d) bagaço de azeitona. 53 Primeiramente, no que toca à influência dos substratos têxteis e respetivos pré-tratamentos na atividade antioxidante, é possível denotar que os tecidos de algodão apresentam maior atividade antioxidante decorrente da maior afinidade tintorial quando comparado com o linho e o cânhamo que são bastante similares entre si (Atav et al ., 2024). Como esperado, conclui-se que todos os tecidos sem pré-tratamento exibem a menor atividade antioxidante uma vez que a fixação dos compostos é inferior. O pré-tratamento com optifix destaca-se por proporcionar maior atividade antioxidante para todos os diferentes substratos funcionalizados. Na Figura 26 (a), correspondente aos substratos têxteis funcionalizados com extratos de folhas de urtiga, é possível verificar que após funcionalização há um aumento na atividade antioxidante em média de aproximadamente 20% em comparação aos tecidos de controlo (não funcionalizados). Destaca-se os tecidos pré-tratados com optifix onde se verifica um aumento mais acentuado na atividade antioxidante, 34% no substrato de algodão, 24% no substrato de linho e 26% no substrato de cânhamo, seguidos dos tecidos pré-tratados com quitosano onde se obteve 25% no algodão, 18% no linho e 21% no cânhamo. Após lavagem é de notar uma perda quase total da atividade antioxidante nos tecidos sem prétratamento, onde a funcionalização é praticamente eliminada, o que realça a necessidade da cationização para fixar os compostos antioxidantes nos substratos têxteis, com o objetivo de aumentar a solidez à lavagem dos mesmos. Nos substratos pré-tratados com quitosano ocorre uma diminuição substancial da atividade antioxidante nos três substratos, em média aproximadamente 13%, em comparação aos funcionalizados. Em relação aos tecidos pré-tratados com optifix em que a diminuição da atividade antioxidante é praticamente nula, no máximo de 2% mais concretamente, indicando uma solidez à lavagem superior com este cationizante em comparação aos restantes. Verifica-se maior atividade antioxidante no substrato algodão com pré-tratamento com optifix, 34% mais especificamente bem como maior solidez à lavagem, onde a perda de atividade antioxidante foi nula. De forma semelhante, o substrato de cânhamo com pré-tratamento com optifix que apresenta uma atividade antioxidante de 26% com perda após lavagem nula, indicando elevada solidez à lavagem. Também, o substrato de linho com pré-tratamento com optifix obteve atividade antioxidante de 24% com perda após lavagem de aproximadamente 2%, mantendo a elevada solidez à lavagem. Na Figura 26 (b), correspondente ao estudo da atividade antioxidante de substratos têxteis funcionalizados com extratos de caules de cânhamo, observam-se valores de atividade antioxidante percentual inferiores, de 4,60% a 15,40%, comparativamente aos substratos funcionalizados com os extratos das folhas de urtiga com valores entre 15,40% e 34,40%. Após funcionalização, há um aumento na atividade antioxidante em média de aproximadamente 7% em comparação aos tecidos de controlo 54 (não funcionalizados). Estes resultados podem também estar relacionados com os valores reduzidos de atividade antioxidante dos extratos obtidos quando das extrações deste subproduto (Figura 22), quando comparados com os restantes subprodutos. Após lavagem, verifica-se também uma diminuição considerável da capacidade antioxidante, aproximadamente de 10% para o algodão, 2% para o linho e 3% para o cânhamo, em média dos três pré-tratamentos. Todavia, os substratos sem pré-tratamento apresentam perdas significativas de atividade antioxidante após lavagem, isto é, uma solidez inferior aos pré-tratados com quitosano e optifix, que apresentam perdas pouco substanciais e semelhantes entre si, aproximadamente de 1% no algodão, 3% no linho e 1% no cânhamo. A título de exemplo, o substrato de algodão sem pré-tratamento diminui cerca de 11% após lavagem, bastante superior à diminuição após lavagem dos substratos de linho e cânhamo sem pré-tratamento, 2% e 5%, respetivamente. Ainda que o maior valor de atividade antioxidante se verifique no substrato de algodão com pré-tratamento com optifix (15,40%) a diminuição da atividade antioxidante após lavagem é mais acentuada (aproximadamente de 9%). Destaca-se o substrato de linho com pré-tratamento com optifix onde a atividade antioxidante obtida é de 14,10% e a solidez à lavagem é superior, com perda de aproximadamente 3%. No estudo da atividade antioxidante de substratos têxteis funcionalizados com extratos obtidos através de folhas de bananeira (Figura 26 (c)) obtiveram-se valores de atividade antioxidante entre 19,30% e 58,56%, mais satisfatórios em comparação aos extratos anteriormente referidos. Após funcionalização há um aumento na atividade antioxidante em média de aproximadamente 26% em comparação aos tecidos de controlo (não funcionalizados), superior ao aumento verificado na funcionalização com extratos de folhas de urtiga (Figura 26 (a)). Dos diferentes pré-tratamentos destaca-se o optifix nos substratos de algodão e linho onde se verificam os maiores valores percentuais de atividade antioxidante, 58,56% e 34,39%, respetivamente. Após lavagem a redução na atividade antioxidante é mais evidente nos substratos sem pré-tratamento, como expectável, resultando numa redução praticamente total da percentagem de atividade antioxidante, mais concretamente de 43,02% para 5,31% no substrato de algodão, 25,75% para 3,81% para o linho e 25,32% para 2,88% no substrato de cânhamo. Verifica-se, de novo, a maior solidez à lavagem dos substratos com pré-tratamento com optifix apresentando diferenças em média de apenas 3% em comparação com o pré-tratamento com quitosano que apresenta diferenças em média de 13%. Assim, os resultados mais promissores verificam-se no substrato de algodão com prétratamento com optifix (58,56%) com perda de apenas 2% e no substrato de linho com pré-tratamento com optifix (34,39%) com perda de aproximadamente 7%. No caso da funcionalização com bagaço de azeitona (Figura 26 (d)) é possível verificar que os extratos deste subproduto levam a um maior aumento percentual da atividade antioxidante em média 34% em 55 relação aos tecidos de controlo (não funcionalizados), quando comparado com todos os extratos analisados, apresentando valores desde 22,73% a 55,97%. Ao contrário do verificado para os substratos funcionalizados com os restantes extratos (gráficos da Figura 26 (a), (b) e (c)), os maiores valores de atividade antioxidante observaram-se nos substratos sem pré-tratamento, 55,97% no algodão, 37,41% no linho e no cânhamo. Todavia, estes substratos apresentam solidez à lavagem fraca, o que resulta na perda praticamente total dessa atividade antioxidante após submetidos ao processo de lavagem, mais especificamente, 50,66% no algodão, 31,54% no linho e 27,04% no cânhamo. Assim, ainda que os diferentes substratos pré-tratados com optifix e quitosano contenham valores percentuais de atividade antioxidante ligeiramente inferiores, apresentam vantagens na solidez após lavagem. Nos substratos de linho e cânhamo com pré-tratamento com quitosano verificou-se uma melhor solidez à lavagem, com perda de 2% e 1%, respetivamente, contudo apresentam valores percentuais de atividade antioxidante (após funcionalização) inferiores aos obtidos com os restantes pré-tratamentos. Denota-se ainda que todos os substratos com pré-tratamento com optifix, após lavagem, aumentaram a atividade antioxidante. De uma forma geral, os tecidos funcionalizados com pré-tratamento com optifix, apresentam maiores valores de atividade antioxidante após a lavagem. Esta assunção pode ser justificada pela reação entre as poliaminas alifáticas que constituem a estrutura química do optifix e o detergente não fosfatado. Mais pormenorizadamente, a interação do perborato de sódio (agente oxidante) que integra a composição do detergente não fosfatado com o optifix durante a lavagem, pode potenciar a oxidação química das poliaminas alifáticas e consequentemente promover o aumento da atividade antioxidante após lavagem (Koohsaryan et al ., 2020). Os resultados indicam que todos os extratos analisados têm potencial antioxidante relevante para a funcionalização têxtil. O pré-tratamento com optifix é o mais eficaz para todos os tipos de tecido, garantindo melhores valores de atividade antioxidante percentual após funcionalização e após lavagem quando comparado aos restantes pré-tratamentos. Todavia o quitosano também apresenta resultados favoráveis. No que diz respeito ao substrato têxtil, e optando pelas alternativas à utilização do algodão, o linho destaca-se com melhores resultados após funcionalização e após lavagem. Assim, como primeira análise, podemos concluir que todos os extratos aumentaram a atividade antioxidante dos tecidos, com destaque para os extratos de folhas de bananeira (gráfico da Figura 26 (c)) de bagaço de azeitona (gráfico da Figura 26 (d)) que apresentaram os valores mais superiores de atividade antioxidante após funcionalização. No que diz respeito à atividade antioxidante após lavagem os extratos de bagaço de azeitona, folhas de bananeira e folhas de urtiga demonstraram melhor solidez à lavagem (seguindo uma ordem decrescente) em comparação com os extratos de caules de cânhamo 56 que apresentaram a maior redução na capacidade antioxidante após lavagem, sugerindo menor solidez à lavagem. Em suma, o extrato de bagaço de azeitona proporcionou a maior atividade antioxidante geral, tanto antes como após a lavagem. 4.6.2. Análise colorimétrica Após funcionalização, os substratos de algodão, linho e cânhamo preparados com os diferentes extratos hidroetanólicos, foram também submetidos a análise colorimétrica (como descrito na secção 3.2.4.3. Análise colorimétrica). Os valores de intensidade de cor (K/S) e a diferença de cor (ΔE) encontram-se representados nos gráficos da Figura 27, Figura 28, Figura 29 e Figura 30, para os extratos hidroetanólicos de folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona, respetivamente. Os restantes dados (l*, a*, b* e respetivas imagens) encontram-se no Anexo V. A avaliação permitiu estudar afinidade inicial dos extratos aos tecidos, através da determinação dos parâmetros mencionados após funcionalização e secagem, assim como a sua solidez ao processo de lavagem e exposição à luz solar. Relativamente aos substratos têxteis, em geral, os tecidos de algodão apresentam intensidades de cor superiores resultantes da maior afinidade tintorial que este substrato apresenta em comparação com os substratos de linho e cânhamo (Atav et al ., 2024). Destaca-se o pré-tratamento com optifix para todos os diferentes substratos funcionalizados, no qual se verificam valores de K/S superiores. Figura 27. Valores de K/S (a) e ΔE (b) dos substratos funcionalizados com extratos hidroetanólicos de folhas de urtiga. 57 Os tecidos funcionalizados com extratos de folhas de urtiga (Figura 27 (a)) apresentam um aumento significativo na intensidade de cor após a funcionalização, com valores de K/S entre 0,37 e 2,28, mais evidente nos substratos pré-tratados com optifix e quitosano, onde os valores de K/S são bastante superiores aos substratos não tratados. Por exemplo, no caso específico do linho, obteve-se K/S de 0,43 no substrato sem pré-tratamento, 1,81 no substrato com pré-tratamento com optifix e 0,97 no substrato com pré-tratamento com quitosano. No entanto, após o processo de lavagem, ocorre uma redução expressiva da intensidade de cor, mais acentuada no pré-tratamento com optifix, mantendo-se ainda assim valores de K/S relevantes. Após exposição à luz solar, verifica-se, no geral, uma diminuição da intensidade de cor. No entanto, no substrato de algodão com pré-tratamento com optifix, no substrato de linho com pré-tratamento com quitosano e no substrato de cânhamo com pré-tratamento com quitosano, a exposição à luz provocou um efeito contrário, isto é, aumentou os valores de K/S. Este facto pode estar relacionado com as reações químicas associadas, como por exemplo oxidação. Os tecidos funcionalizados com extratos hidroetanólicos de folhas de urtiga, Figura 27 (b), destacam-se por promoverem as maiores alterações de cor entre os materiais avaliados, com valores de ΔE muito elevados após a funcionalização, também corroborado com os elevados valores de K/S apresentados na Figura 27 (a). É de realçar ambos os pré-tratamentos onde a diferença de cor dos substratos funcionalizados em comparação aos substratos controlo (não funcionalizados) é bem mais acentuada, salientando a eficácia do pré-tratamento na fixação dos compostos nos substratos têxteis. De entre os pré-tratamentos, o optifix destaca-se pelos valores de ΔE superiores, mais concretamente, 33,09 no algodão, 27,64 no linho e 31,41 no cânhamo. Após a lavagem, verificam-se os valores mais elevados de ΔE nos substratos sem pré-tratamento expectável pela menor fixação dos compostos ao substrato em comparação ao verificado nos substratos pré-tratados. De entre os diferentes pré-tratamentos (optifix e quitosano) não se verificam diferenças consideráveis nos valores de ΔE, aproximadamente diferenças de 1,31 no algodão, 1,14 no linho e 0,62 no cânhamo, indicando que ambos conseguiram solidez à lavagem semelhante e razoável. No que diz respeito à alteração de cor após exposição à luz, é superior nos substratos com pré-tratamento com optifix, mais concretamente, 5,33 no algodão, 11,39 no linho e 13,89 no cânhamo. 58 Figura 28. Valores de K/S (a) e ΔE (b) dos substratos funcionalizados com extratos hidroetanólicos de caules de cânhamo. Na Figura 28 (a), referente aos tecidos funcionalizados com extratos de caules de cânhamo, é possível observar que os valores de K/S são bastante inferiores aos valores obtidos nos tecidos tratados com extratos de folhas de urtiga. Tal pode ser justificado pela cor característica de cada extrato (Figura 25). Após a lavagem, os valores de K/S também diminuem, mas de forma menos acentuada, possivelmente derivado da menor intensidade de cor obtida logo após funcionalização. Contudo, após exposição à luz solar, os valores permanecem estáveis, sugerindo que os extratos de caules de cânhamo possuem boa solidez à luz e apresentam menor degradação quando expostos a estas condições. Os extratos de caules de cânhamo, Figura 28 (b), também provocam mudanças na cor dos tecidos, ainda que de forma mais moderada (resultando em valores de ΔE inferiores) em comparação com os extratos de folhas de urtiga, como verificado também aquando da análise dos valores de K/S para os substratos após funcionalização (Figura 28 (a)). Após a lavagem, a redução nos valores de ΔE é pouco acentuada, sobretudo nos substratos de linho e cânhamo com e sem pré-tratamento. Essa menor variação quantitativa e visual pode justificar-se por ao analisar cores claras, as diferenças de matiz e saturação serem menos pronunciadas em comparação com cores mais saturadas ou mais escuras (Cabral et al ., 2024).Após exposição à luz, não se verificam alterações de cor consideráveis, uma vez que a gama de valores de ΔE obtida foi de 0,38 a 2,25. Tal como verificado na análise dos substratos funcionalizados com extratos de folhas de urtiga (Figura 27 (b)) as maiores diferenças de cor, após exposição à luz, foram observadas nos substratos pré-tratados com optifix. 65 com peptidoglicanos (Gram-positivas) dificultam a penetração na membrana extracelular. Alguns estudos sugerem que as bactérias Gram-negativas são mais suscetíveis ao quitosano do que as bactérias Grampositivas, dado que apresentam uma carga mais negativa devido ao LPS estar frequemente ligado a grupos fosforilados, dificultando a ligação direta do quitosano à membrana extracelular (Ke et al. , 2021). Superfícies celulares mais carregadas negativamente permitem a ligação do quitosano aos fosfolípidos, podendo assim quebrar a membrana e matar ou impedir a colonização da bactéria (Goy et al. , 2016; Ke et al. , 2021). Este fator catiónico do quitosano atua como principal mecanismo antibacteriano. Não se verificam diferenças consideráveis entre os diferentes pré-tratamentos, dado que compreendem intervalos de valores de redução logarítmica similares. Sem pré-tratamento [0,44±0,05;1,22±0,06], prétratamento com optifix [0,50±0,05;1,21±0,02] e pré-tratamento com quitosano [0,44±0,05;1,59±0,05]. Ainda assim, é possível destacar os substratos de linho e cânhamo com prétratamento com quitosano que apresentam uma redução logarítmica de 1,54±0,13 e 1,59±0,05, respetivamente, correspondendo a descontaminantes fracos (Tabela 13). Em suma, não é possível afirmar a atividade antibacteriana dos compostos dos diferentes subprodutos contra a espécie P. aeruginosa . 4.6.4. Teste flamabilidade Inicialmente, os três subprodutos supramencionados – mordenite, halloysite e TCP – foram aplicados em diferentes substratos têxteis cationizados com optifix e quitosano, ou sem pré-cationização. Os resultados dos ensaios de retardância à chama estão apresentados na seguinte Figura 33. 66 Figura 33. Teste Flamabilidade dos substratos de algodão, linho e cânhamo cationizados funcionalizados com (a) mordenite; (b) halloysite e (c) TCP. Podemos verificar, através da análise dos gráficos da Figura 33 (b) e (c), que com os substratos funcionalizados com os subprodutos halloysite e TCP não foi possível obter valores de velocidade de queima inferiores a 100 SS.min0'. Este valor, segundo a norma (ISO 3795), é o limite indicativo da propriedade de retardânçia à chama. Uma possível justificação para estes resultados é o facto de estes subprodutos serem difíceis de dispersar em fase aquosa, impossibilitando a sua homogeneização, essencial para garantir uma distribuição uniforme nos substratos durante o processo de funcionalização. Como consequência, a aplicação efetiva desses subprodutos é comprometida, tendo impacto no desempenho da propriedade em estudo. A aplicação da mordenite e da halloysite em substratos cationizados não promoveu resultados satisfatórios o que pode indicar uma baixa afinidade destes subprodutos para os substratos. Esta baixa afinidade provavelmente decorre da natureza catiónica adquirida por ambos os substratos após o pré-tratamento, resultando numa interação limitada com os subprodutos em estudo. A funcionalização com mordenite apresentou resultados mais promissores, com valores inferiores a 100 SS.min0' nas condições com pré-tratamento com optifix no substrato de algodão e cânhamo e no pré-tratamento com quitosano no substrato de algodão, o que motivou o foco sob a funcionalização da mesma em maior escala de modo a validar a reprodutibilidade do ensaio e confirmar o potencial da mordenite com agente retardante de chama. Assim, procedeu-se à produção de novas amostras 67 incluindo também a aplicação da suspensão de mordenite nos substratos de algodão, linho e cânhamo sem pré-tratamento. Os resultados estão apresentados no gráfico da Figura 34. Figura 34. Teste flamabilidade dos substratos de algodão, linho e cânhamo cationizados funcionalizados com mordenite. O comportamento perante a chama dos diversos substratos têxteis, é influenciado por muitos fatores entre os quais o tipo de fibra e as características da estrutura têxtil. A título de exemplo, um tecido com uma superfície pilosa ou cujo debuxo tenha relevo, seja poroso ou tenha uma baixa densidade de construção, tem tendência a arder com maior facilidade que um tecido sem pilosidade, liso e com uma elevada densidade estrutural. A velocidade de queima é também inversamente proporcional à massa por unidade de área (g/ m#) do tecido, isto é, os tecidos pesados e densos ardem mais lentamente (Nazaré & Horrocks, 2008). No presente trabalho os substratos de algodão, linho e cânhamo apresentam massa por unidade área (g/ m# ) diferentes (como referido na Tabela 3) 224 g/ m# para o de algodão, 182 g/ m#para o de linho e 157 g/ m# para o de cânhamo. Assim, por ordem decrescente de velocidade de queima estaria o substrato de cânhamo>linho>algodão, o que se verifica nos resultados obtidos no gráfico da Figura 34. Através da análise do gráfico da Figura 34 é possível verificar que, tal como mencionado acima para a halloysite , a cationização não favoreceu a ligação da mordenite ao substrato, mas pelo contrário prejudicou pelo facto de a mordenite ser catiónica (Pénélope et al. , 2022). Conclui-se assim que a mordenite aplicada nos substratos de algodão, linho e cânhamo sem pré-tratamento apresenta melhores resultados. Entre os diferentes substratos destaca-se o algodão e o linho com valores de velocidade média de queima inferiores a 100 mm.min0'.como pretendido e indicado na norma usada (ISO 3795). 68 Os valores obtidos foram 80,9±4,57 e 86,9±2,06 SS.min0' para o algodão e para o linho, respetivamente, sem diferenças significativas entre ambos (Anexo VI). Assim, qualquer um destes substratos funcionalizados com a mordenite seriam promissores. 69 5. Conclusões O presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver produtos demonstradores de têxteis funcionais, recorrendo a fibras lignocelulósicas, algodão, linho e cânhamo, devido ao seu carácter mais sustentável. Para o processo de funcionalização, adotaram-se alternativas sustentáveis, que permitam conferir propriedades adicionais, como atividade antibacteriana, antioxidante, e retardância à chama. Na promoção das propriedades antioxidante e antibacteriana, utilizaram-se extratos hidroetanólicos de folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona. No caso da retardância à chama foram utilizados minerais (mordenite e halloysite ) e um subproduto da indústria alimentar (fosfato tricálcico (TCP)). Conseguiu-se quer na obtenção dos compostos bioativos como nas respetivas propriedades e funcionalização, a utilização de métodos sustentáveis e o compromisso com a circularidade, alcançando-se resultados promissores para ambos os acabamentos. Primeiramente, no que diz respeito às extrações hidroetanólicas dos subprodutos em estudo, o bagaço de azeitona, as folhas de urtiga e as folhas de bananeira destacaram-se pelo maior teor fenólico e atividade antioxidante, revelando-se fontes promissoras de compostos bioativos. O processo de extração em estudo demonstrou ser vantajoso pela menor concentração de etanol e obtenção de teores fenólicos superiores, em comparação com outros estudos. Definiu-se a condição ótima de 10% (v/v) de EtOH e 3% (m/v) de biomassa. A análise DoE não conseguiu obter modelos com significância estatística adequada para os modelos das respostas, todavia permitiu concluir que o pré-tratamento com plasma não acarretou benefícios evidentes, pelo que a otimização do processo foi efetuada sem pré-tratamento plasmático e recorrendo à análise dos gráficos. Manteve-se então a condição ótima de extração 3% (m/v) de concentração de biomassa e 10% (v/v) de concentração de etanol e procedeu-se à funcionalização dos substratos têxteis com os subprodutos em estudo (folhas de urtiga, caules de cânhamo, folhas de bananeira e bagaço de azeitona). Após o processo de funcionalização, os substratos têxteis foram submetidos a uma série de caracterizações para avaliar as suas propriedades, incluindo atividade antioxidante, análise colorimétrica, atividade antibacteriana e comportamento à retardância à chama. Concluiu-se que todos os extratos aumentaram a atividade antioxidante dos tecidos, com destaque para o extrato de folhas de bananeira e de bagaço de azeitona cuja funcionalização promoveu valores de atividade antioxidante percentuais superiores aos restantes extratos. Após lavagem, os extratos de bagaço de azeitona, folhas de bananeira e folhas de urtiga demonstraram melhor solidez à lavagem (seguindo 70 uma ordem decrescente) em comparação com os extratos de caules de cânhamo que apresentaram a maior redução na capacidade antioxidante após lavagem, sugerindo menor solidez à lavagem. Em suma, o extrato de bagaço de azeitona proporcionou a maior atividade antioxidante geral, tanto antes como após a lavagem. Relativamente à análise colorimétrica os extratos de folhas de urtiga e de bananeira apresentaram maior intensidade de cor e promoveram consequentemente maior alteração de cor após funcionalização, embora o extrato de bagaço de azeitona apresente maior solidez à lavagem e à luz. No que diz respeito ao substrato têxtil e optando pelas alternativas à utilização do algodão, o linho destaca-se com melhores resultados após funcionalização e após lavagem. O pré-tratamento com optifix surge como o mais eficaz para todos os tecidos, excetuando os funcionalizados com bagaço de azeitona, garantindo melhores resultados após funcionalização e após lavagem. No que concerne à atividade antibacteriana dos substratos funcionalizados com extratos de folhas de bananeira e de bagaço de azeitona não se verificou atividade antibacteriana para a espécie P. aeruginosa (Gram-negativa), onde os valores de redução logarítmica foram inferiores aos tecidos controlo (sem funcionalização), aproximadamente em média diminuições de 66% nos substratos funcionalizados com folhas de bananeira e 49% nos substratos funcionalizados com bagaço de azeitona. Para a espécie S. aureus (Gram-positiva), observaram-se diferenças entre os extratos analisados, destacando-se o prétratamento com optifix que demonstrou promover a maior atividade antibacteriana em ambos, encobrindo a atividade dos extratos. No caso dos extratos de folhas de bananeira a redução logarítmica geralmente aumentou com a funcionalização enquanto nos extratos de bagaço de azeitona se verificou uma diminuição em relação aos controlos nos substratos com pré-tratamento com quitosano. Em suma, pode concluir se que a atividade antibacteriana dos substratos funcionalizados com extratos de folhas de bananeira é superior aos funcionalizados com extratos de bagaço de azeitona, para a espécie S. aureus . Para além disso, o substrato de linho com pré-tratamento com quitosano destaca-se pela redução logarítmica 2,29±0,16 correspondente a um descontaminante forte para a espécie S. aureus e de 1,54±0,13 correspondente a um descontaminante fraco para a espécie P. aeruginosa. No que diz respeito à propriedade de retardância à chama, concluiu-se primeiramente que com os subprodutos halloysite e TCP não foi possível obter valores de velocidade de queima inferiores a 100 SS.min0', valor que segundo a norma (ISO 3795), é limite indicativo da retardânçia à chama. A aplicação da mordenite e da halloysite em substratos cationizados não promoveu resultados satisfatórios o que pode indicar uma baixa afinidade destes subprodutos para os substratos. A mordenite aplicada nos substratos de algodão, linho e cânhamo sem pré-tratamento apresentou os melhores resultados. 71 Entre os diferentes substratos destaca-se o algodão e o linho com valores de velocidade média de queima inferiores a 100 SS.min0'como pretendido. Os valores obtidos foram 80,9±4,57 SS.min0'e 86,9±2,06 SS.min0' para o algodão e para o linho, respetivamente, sem diferenças significativas entre ambos (Anexo VI). Assim, qualquer um destes substratos funcionalizados com a mordenite seriam promissores. O presente trabalho demonstrou por isso a possibilidade de funcionalização sustentável, eficaz, de substratos lignocelulósicos tanto em propriedades antibacterianas como de retardância à chama. Os resultados obtidos comprovam ainda o potencial de utilização de subprodutos agroindustriais e minerais como alternativas sustentáveis para a funcionalização de substratos têxteis, alinhando-se com os objetivos da economia circular e práticas ecológicas no setor. 6. Perspetivas futuras Como perspetivas futuras salientam-se as 5 vertentes: a) Caracterização dos têxteis funcionalizados: Avaliação da atividade antioxidante após exposição à luz solar de modo a avaliar a integridade dos compostos bioativos após este processo. b) Análise Antimicrobiana: Estudo mais intensivo sobre a interação dos compostos bioativos dos extratos analisados e as bactérias em estudo bem como outras estirpes de interesse; realização de ensaios sobre os substratos e condições mais pertinentes, na sua capacidade de minimizar a propagação de outro tipo de microrganismos, como vírus, fungos, etc…; ensaios sobre todos os extratos e substratos funcionalizados e ensaios de citoxicidade. c) Exploração de novas técnicas de extração das biomoléculas de interesse: Experimentar a utilização de técnicas de auxílio, como ultrassons, sistemas de pressão, ou ainda de outro tipo de solventes mais eficazes, se for caso, ou de extrações verdes (por exemplo enzimas). d) Diferentes técnicas de aplicação: Utilização de técnicas alternativas à impregnação, como revestimento, esgotamento, que possam ajudar a combater alguns preparações ou a reter a sua propriedade por mais tempo. e) Retardância à chama: Melhoria da suspensão ou preparação de emulsões otimizadas; otimizar os métodos de preparação e dispersão dos subprodutos para melhorar sua eficácia em aplicações práticas de retardância à chama. 72 Bibliografia Adobe Stock. 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Curva de calibração Folin Anexo II. Curva de calibração DPPH 84 Anexo III. Resultados DoE Controlos L* K/S Algodão optifix 93,76 0,0699 quitosano 93,77 0,0666 Linho optifix 92,91 0,2202 quitosano 93,59 0,1054 Cânhamo optifix 93,71 0,0961 quitosano 93,41 0,0988 85 Anexo IV. Substratos de algodão, linho e cânhamo funcionalizados com extratos hidroetanólicos 86 Anexo V. Coordenadas de cor (L*, a* e b*) e representação macroscópica dos substratos funcionalizados com extratos de (a) folhas de urtiga; (b) caules de cânhamo; (c) folhas de bananeira e (d) bagaço de azeitona a) 87 b) 88 c) 89 d) 90 Anexo VI. Análise estatística (GraphPad) dos substratos de algodão, linho e cânhamo funcionalizados com mordenite M M O M Q 0 50 100 150 200 Velocidade média de queima (mm/min) Algodão Linho Cânhamo ✱ ✱✱✱ ✱✱ ✱ ✱✱✱ ✱ ✱