Remoção altamente eficiente e sustentável de ciclofosfamida com carvão ativado produzido a partir de cascas de amendoim: mecanismo de adsorção química

Por que medicamentos hospitalares na água importam

Medicamentos contra o câncer salvam vidas, mas alguns deles continuam ativos depois que saem do corpo. A ciclofosfamida, um quimioterápico comum, é excretada por pacientes e pode acabar no esgoto hospitalar e nos rios em quantidades muito pequenas. Mesmo em níveis baixos, pode prejudicar peixes, algas e outras formas de vida aquática. Este estudo explora uma ideia simples com grande impacto: transformar cascas de amendoim descartadas em um filtro potente capaz de capturar esse medicamento da água antes que ele atinja o meio ambiente.

Do resíduo agrícola a um filtro inteligente para água

As cascas de amendoim são normalmente um resíduo agrícola de baixo valor, mas são ricas em carbono. Os pesquisadores limparam, secaram e moeram cascas locais, depois as aqueceram na ausência de oxigênio e as trataram com hidróxido de potássio. Esse processo transformou as cascas em uma forma de carvão ativado, um material cheio de buracos e túneis minúsculos. As medições mostraram que o carbono resultante tinha uma área de superfície interna extremamente grande e um labirinto de poros de diferentes tamanhos, todos criando muitos pontos onde as moléculas poluentes podem se aderir.

Como o novo material limpa medicamentos tóxicos

A equipe testou quão bem esse carvão de casca de amendoim remove a ciclofosfamida da água em diferentes condições. Variaram a quantidade de carbono, a acidez da água, a concentração inicial do medicamento e o tempo de contato. Com uma dose moderada de adsorvente e uma hora de contato, o material removeu mais de 98,5% do medicamento quando sua concentração inicial estava em até 40 miligramas por litro. Notavelmente, a eficiência da remoção manteve-se muito alta em uma ampla faixa de pH, incluindo valores próximos ao neutro semelhantes ao esgoto hospitalar real. Isso significa que o processo pode funcionar sem adicionar produtos químicos para ajustar a água, reduzindo tanto o custo quanto os resíduos secundários.

O que acontece no nível microscópico

Para entender por que o material funciona tão bem, os pesquisadores examinaram sua estrutura e química de superfície em detalhe. Imagens de microscópio eletrônico revelaram uma superfície áspera, craterada, com muitos poros interconectados que permitem que água e moléculas do medicamento penetrem profundamente. Espectroscopia mostrou que a superfície do carbono possui grupos contendo oxigênio e anéis aromáticos, que podem interagir fortemente com a ciclofosfamida. Ao analisar a rapidez e a intensidade com que o medicamento se acumula no carbono, concluíram que as moléculas formam uma única camada bem compactada na superfície e se ligam por atrações químicas específicas, em vez de apenas por forças físicas fracas.

Eficiência, temperatura e reuso

Testes adicionais avaliaram como a temperatura e o uso repetido afetam o desempenho. O processo de remoção funcionou melhor em temperaturas mais altas e ocorreu de forma espontânea, indicando uma reação química endotérmica entre o medicamento e a superfície do carbono. Quando os pesquisadores tentaram regenerar o carbono com álcool e reutilizá-lo múltiplas vezes, ele ainda capturou grande parte do medicamento após vários ciclos, embora sua eficiência tenha caído gradualmente de cerca de 98% para aproximadamente 75%. Mesmo com essa perda, o baixo custo e a produção simples do carvão de casca de amendoim o tornam atraente para uso em larga escala.

Um caminho simples para águas hospitalares mais limpas

Em termos simples, este trabalho mostra que algo tão comum quanto cascas de amendoim pode ser transformado em um filtro eficaz e acessível para um potente medicamento contra o câncer que escapa das estações de tratamento atuais. O material pode capturar a ciclofosfamida rapidamente, em água quase neutra e em níveis relevantes para os efluentes hospitalares reais. Como as cascas de amendoim são abundantes e baratas, essa abordagem oferece uma forma prática e sustentável de reduzir os riscos ecológicos dos cuidados médicos e diminuir a carga de medicamentos perigosos que chegam a rios e lagos.

Citação: Aşçıoğlu, Ç., Bulduk, İ. & Türk Baydır, A. Highly efficient and sustainable removal of cyclophosphamide with activated carbon produced from peanut shells: chemical adsorption mechanism. Sci Rep 16, 15388 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43552-2

Palavras-chave: ciclofosfamida, carvão ativado, cascas de amendoim, efluentes farmacêuticos, tratamento de água