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A crescente demanda por métodos forenses mais eficazes, sustentáveis e economicamente viáveis impulsiona a busca por alternativas aos reagentes convencionais utilizados na revelação de impressões digitais e labiais. As técnicas tradicionais frequentemente utilizam compostos tóxicos e de alto custo, que além de impactarem o meio ambiente, oferecem riscos à saúde dos profissionais da perícia. Nesse cenário, torna-se urgente o desenvolvimento de novas abordagens que conciliem eficiência analítica, responsabilidade ambiental e inovação tecnológica.

A nanotecnologia oferece soluções promissoras, sobretudo por meio da aplicação de nanopartículas metálicas, que apresentam elevada sensibilidade, estabilidade e possibilidade de funcionalização para usos específicos. No entanto, os métodos convencionais de produção dessas nanopartículas, baseados em rotas químicas e físicas, exigem altos investimentos, uso de substâncias perigosas e processos com elevado consumo energético. Em contraste, a síntese verde de nanopartículas por meio de extratos de algas marinhas desponta como uma estratégia inovadora, sustentável e de baixo custo, aliando biotecnologia à nanotecnologia.

As algas, especialmente as encontradas no litoral do Rio Grande do Sul, são fontes abundantes e renováveis de compostos bioativos capazes de atuar como agentes redutores e estabilizantes na formação de nanopartículas metálicas. Além disso, sua utilização valoriza os recursos naturais locais e pode promover o desenvolvimento de tecnologias regionais com aplicação nacional. A integração das propriedades químicas das algas com a potencialidade analítica das nanopartículas representa uma fronteira promissora para a Ciência Forense, podendo resultar em métodos de revelação de impressões mais sensíveis, seletivos, ecológicos e compatíveis com diferentes superfícies e condições ambientais.

O presente projeto propõe, portanto, uma abordagem interdisciplinar e inovadora, ao unir princípios da química verde, nanotecnologia, botânica e criminalística. Além de contribuir para a modernização das práticas periciais, a iniciativa dialoga diretamente com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), em especial os relacionados à inovação (ODS 9), consumo e produção responsáveis (ODS 12) e à promoção de sociedades pacíficas e inclusivas (ODS 16).

Ao desenvolver nanopartículas a partir de uma matriz biológica de baixo impacto ambiental, o projeto reforça o compromisso com práticas científicas responsáveis, oferecendo à perícia brasileira uma alternativa eficaz, sustentável e acessível. A proposta também estimula o protagonismo científico regional, ao explorar o potencial das macroalgas locais, abrindo caminho para novas pesquisas, parcerias institucionais e aplicações em outras áreas da ciência.

Coleta e Armazenamento
As algas serão coletadas no Rio Grande do Sul ou cultivadas em laboratórios da Universidade Federal de Pelotas. As amostras serão lavadas com água corrente e água destilada a fim de remover possíveis sujidades e, em seguida, serão identificadas morfologicamente. Posteriormente, as amostras serão secas em uma estufa (DeLeo, modelo A58EAF, Porto Alegre, Brasil), pulverizadas por meio de um moinho de facas (Lucadema, modelo 226/2, São José do Rio Preto, Brasil) e armazenadas em sacos plásticos escuros a - 20 °C antes das análises (SANTOS et al. 2019).

Síntese de Nanopartículas
Inicialmente, será realizada a extração dos bioativos das algas a partir da adição de 5 g da biomassa algal em 100 mL de água destilada. Em seguida, as soluções serão aquecidas a 100 °C por 1 h sob agitação magnética. Logo após, as soluções serão centrifugadas durante 10 min a 3.000 rpm e filtradas. Por fim, os extratos aquosos das algas serão misturadas com uma solução aquosa 0,1 M de nitrato de prata, acetato de zinco, sulfato de ferro e sulfato de cobre (1:1, v/v) sob aquecimento e agitação por 2 h a 70 °C. Uma solução de hidróxido de sódio 1 M será utilizada para ajustar o pH para 11. Após a síntese, as soluções serão centrifugadas a 4.000 rpm por 10 min, em seguida, as nanopartículas serão isoladas, lavadas com água destilada e secas a 100 °C por 48 h. Todos os reagentes serão de grau analítico.

Determinação de Açúcares Redutores
Para a preparação dos reagentes, será inicialmente preparado o padrão de glicose ou frutose a 1 g/L. O reagente DNS será preparado pesando-se 1,06 g de DNS e 1,98 g de NaOH, dissolvendo-os em 142 mL de água destilada, adicionando-se em seguida 0,760 mL de fenol e 0,83 g de metabissulfito de sódio. A solução de tartarato de sódio será feita pesando-se 15,1 g da substância, dissolvendo-se em 800 mL de água e completando-se para 1 L. A solução de NaOH 2N será obtida pesando-se 8 g do composto, dissolvendo-se em 50 mL de água e completando-se para 100 mL. A solução de HCl 2N será preparada adicionando-se 16,7 mL de HCl em 60 mL de água e completando o volume para 100 mL.
Na etapa de hidrólise, serão pesados 25 mg de alga seca e finamente moída. A essa amostra, serão adicionados 2 mL de HCl 2N, mantendo-se o tubo por 10 min em banho-maria a 100 ºC. Após esse período, a amostra será resfriada em gelo por 2 min e neutralizada com 2 mL de NaOH 2N. Em seguida, será deixada em repouso para decantação, utilizando-se o sobrenadante para as análises posteriores.
No procedimento analítico, será pipetado 1 mL da amostra e 1 mL do reagente DNS em um tubo de vidro. Esta mistura será aquecida em banho-maria a 100 ºC por 5 min, sendo então resfriada em gelo por 5 min. Posteriormente, serão adicionados 16 mL da solução de tartarato de sódio. A absorbância será lida a 540 nm, após calibração do equipamento com água destilada.

Espectroscopia no Ultravioleta-Visível (UV-Vis)
Após a extração das algas, será separado uma alíquota de cada extrato aquoso e adicionados em cubetas de vidro, posteriormente, serão analisadas por Espectroscopia no Ultravioleta-Visível (Bel, modelo LGS53, Piracicaba, Brasil) sendo escaneada entre o comprimento de onda de 200 nm a 700 nm.

Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (IR-TF)
Os extratos aquosos das algas serão desidratados em uma estufa e analisados por Espectroscopia na região do Infravermelho (Shimadzu, modelo Prestige 21, Kyoto, Japão). As amostras sólidas obtidas na síntese também serão analisadas por esta técnica. Em ambas as análises, as amostras serão introduzidas em pastilhas de brometo de potássio (KBr) e escaneadas entre os comprimentos de onda de 3.500 cm-1 a 500 cm-1.

Espectroscopia de Raio-X por dispersão em energia (EXD)
As amostras obtidas na síntese serão introduzidas em um suporte de amostra específico e analisadas por Espectroscopia de Raios-X por dispersão em energia (Shimadzu, modelo EDX720, Kyoto, Japão).

Difração de Raio-X (DRX)
As amostras obtidas na síntese serão introduzidas em um difratômetro de Raio-X (Shimadzu, modelo XRD-6000). Os resultados serão comparados e identificados através dos picos de padrões presentes no banco de dados de cristalografia do Joint Committee on Powder Diffraction Standard 04-0783 (JCPDS).

Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
A morfologia das amostras sintetizadas será analisada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (Jeol, modelo JSM-6010LA, Peabody, EUA).

Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
O tamanho das partículas das amostras sintetizadas será analisado através de Microscopia Eletrônica de Transmissão (Jeol, modelo JEM-1400, EUA).

Aplicação como Pós Reveladores de Impressões Digitais
As impressões digitais latentes naturais e sebáceas serão coletadas de três doadores e depositadas em diferentes substratos como vidro, plástico, papel e metal. Para as impressões digitais latentes naturais, os doadores lavarão as mãos com sabão neutro e, após 30 min, depositarão nos substratos. Para as impressões digitais latentes sebáceas, os doadores friccionarão suavemente o polegar nas áreas oleosas do rosto (nariz e testa) para coletar as secreções sebáceas e, posteriormente, depositarão nas superfícies. Após 24 h de deposição, as revelações serão feitas utilizando as nanopartículas com o auxílio de um pincel específico 132 LBW (Sirchie, Youngsville, EUA), posteriormente, as amostras serão registradas utilizando uma câmera fotográfica profissional (Canon EOS Rebel T6 18MP). A avaliação das impressões digitais desenvolvidas serão feitas por cinco analistas independentes, usando uma escala proposta por Sears et al. (2012). Será utilizado um pó comercial padrão como um controle positivo das análises.
Aplicação como Pós Reveladores de Impressões Labiais
Os lábios de doadores serão limpos completamente usando algodão embebido com água destilada e posterior com algodão esterilizado seco. Os lábios dos doadores serão pressionados suavemente contra uma placa de vidro, plástico ou metal por 3-4 segundos. A impressão formada na superfície será revelada a partir da aplicação das nanopartículas. Será realizada uma limpeza suave usando um pincel específico 132 LBW (Sirchie, Youngsville, EUA) para remover o excesso de pó e posteriormente, as amostras serão registradas utilizando uma câmera fotográfica profissional (Canon EOS Rebel T6 18MP). A avaliação das amostras será baseada no modelo apresentado de Sears et al. adaptado para impressões labiais. Será utilizado um pó comercial padrão como um controle positivo das análises.

Síntese de Nanopartículas
A síntese verde adaptada para a realização de nanopartículas através das algas poderá surgir como uma abordagem alternativa aos métodos convencionais de produção de nanopartículas tendo em vista que a síntese convencional além de possuir alto custo, utiliza reagentes tóxicos que podem causar danos ao meio ambiente e aos seres humanos como também possui um maior tempo de produção. Portanto, se espera que essa metodologia alternativa seja satisfatória, de baixo custo, com poucas etapas reacionais e sem a utilização de reagentes e solventes de alta toxicidade (Agarwal et al., 2017; El-Rafie, Zahran, 2013; Salem et al., 2019).
Além disso, uma pré-detecção da formação das nanopartículas poderá ser observada de acordo com a mudança da coloração da reação partindo da cor inicial dos reagentes para a coloração das nanopartículas no decorrer do processo de síntese. As algas, um dos materiais de partida nesse projeto, são conhecidas por suas produções de compostos bioativos sendo uma ampla fonte de produção de metabólitos que auxiliam na formação de nanopartículas. A possibilidade de seu processamento em larga escala também permite maximizar esse experimento para escalas comerciais em potencial (Passos et al. 2021).
Todavia, mesmo com um amplo potencial, as algas são pouco exploradas de acordo com a literatura para a produção de nanopartículas. Paralelamente, também inexistem estudos correlacionando a síntese verde de nanopartículas e sua aplicação para o desenvolvimento de impressões digitais e labiais em diferentes tipos de superfícies. Dessa maneira, se espera obter diferentes tipos de nanopartículas metálicas devidamente caracterizadas provenientes de processos verdes, seguros e sustentáveis com aplicação na área forense (Berneira et al., 2022).

Caracterização e Aplicação Forense das Nanopartículas
Através da análise da Espectroscopia de UV-Vis será possível indicar a formação de nanopartículas. Estudos anteriores indicam a presença de bandas características de acordo com o tipo de nanopartícula sintetizada. Para a prata, por exemplo, observa-se a presença de uma intensa banda de absorção na faixa de comprimento de onda de 380 a 450 nm. (Azizi et al. 2013). Em relação a Espectroscopia no Infravermelho será utilizada esta ferramenta para indicar a formação da nanopartícula a partir da identificação de grupos funcionais presentes na amostra. Se espera que o espectro do extrato da alga apresente várias bandas relativas a fitoquímicos como, carboidratos, proteínas e lipídios na forma de grupos hidroxila (3430 cm-1), carbonila (1670 cm-1) e carbono-oxigênio (1130 cm-1). A presença desses compostos foi relatada por Passos et al. (2020) na análise espectroscópica de macroalgas sub-Antárticas (Passos, 2020). No caso das nanopartículas, se espera que essas bandas de fitoquímicos estejam inexistentes. Carboidratos e proteínas possivelmente podem estar associados à formação e estabilização de nanopartículas, porém possivelmente não formam a superfície das nanopartículas na forma de pó (Passos et al., 2020).
Para análise de Espectroscopia de Raio-X por dispersão em energia se objetiva determinar a composição de metais nas NPs para indicar a formação das nanopartículas. Dependendo da amostra, também poderão estar presentes outros metais decorrentes da alga como, por exemplo, potássio e enxofre (2,54 % – 0,15 %). Com base no uso da Difração de Raio-X (DRX) se pode confirmar a estrutura cristalina das nanopartículas através de picos relacionados às reflexões da estrutura tridimensional específica a cada metal os quais serão comparados e identificados através dos picos de padrões presentes no banco de dados de cristalografia do Joint Committee on Powder Diffraction Standard 04-0783 (Passos et al., 2020; Berneira et al., 2022).
A técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) será utilizada para visualizar a morfologia das nanopartículas sintetizadas que geralmente apresentam morfologia esférica a oval podendo estar dispersas e altamente distribuídas com agregações (Azzi et al. (2013). Em alguns casos também podem estar em formas irregulares de acordo com as condições de síntese. As técnicas microscópicas também permitem a determinação do tamanho das nanopartículas confirmando a sua produção (González-Ballesteros et al., 2018).
Em relação aos estudos relativos à impressões digitais e labiais, este projeto espera que as nanopartículas obtidas de diferentes metais apresentem relevância quando comparadas aos pós controles comerciais para a revelação de marcas latentes em diferentes tipos de superfícies. Isso decorre pelo seu diminuto tamanho em relação às secreções depositadas de impressões digitais e labiais bem como também as suas diferentes colorações e propriedades as quais permitem uma ampla aplicação em diferentes tipos de superfícies (Berneira et al., 2022; Poletti et al., 2021).