Atividade fotocatalítica e antimicrobiana de filmes de TiO2: alternativa sustentável para autolimpeza de superfícies
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-15022024-121807/ |
Resumo: | Neste trabalho de pesquisa, filmes autolimpantes de TiO2 foram depositados pela técnica Doctor Blade sobre superfícies cimentícias (fibrocimento). Dois tipos de nanopartículas de TiO2 (P25 Evonik e PC105 Tronox) foram utilizadas na produção dos filmes. Através das imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM) verificou-se que ambos os filmes exibiram morfologia homogênea, nanoparticulada, e as superfícies são relativamente rugosas. O filme TiO2 (PC105 Tronox) apresentou menor parâmetro de rugosidade (RMS) relação ao filme TiO2 (P25 Evonik). Ambos os filmes exibiram alta hidrofilicidade quando expostos a irradiação UV-A (ângulo de contato θ < 6º). A atividade fotocatalítica dos filmes foi avaliada através de ensaios padronizados de degradação do corante de azul de metileno, sob irradiação UV-A (1,0 mW/cm²), em triplicata. O filme com TiO2 (PC105 Tronox) apresentou eficiência fotônica ξ = 0,1%, enquanto que o filme TiO2 (P25 Evonik) apresentou ξ = 0,08%. A avaliação antimicrobiana do filme TiO2 (PC105 Tronox) apresentou porcentagem de inibição de crescimento nos patógenos (Staphylococcus aureus (99,0% ± 0,2), Klebsiella sp (99,1% ± 0,2), Escherichia coli (99,1% ± 0,2), Rizhobium sp (97,5% ± 0,5), Fusarium sp (98,0% ± 0,5), Penicillium sp (98,0% ± 0,5), com tempo de contato do filme com o inóculo por 15 min. Os resultados mostraram que os filmes são autolimpantes e podem ser utilizados como proteção, evitando a contaminação de superfícies cimentícias (fibrocimento) e abrindo novas possibilidades de uso na indústria da construção civil de forma sustentável. |
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Atividade fotocatalítica e antimicrobiana de filmes de TiO2: alternativa sustentável para autolimpeza de superfíciesPhotocatalytic and antimicrobial activity of TiO2 films: sustainable alternative for self-cleaning surfacesAntimicrobial activityAtividade antimicrobianaDióxido de titânioFilme autolimpanteFotocatálisePhotocatalysisSelf-cleaning filmsSustainableSustentabilidadeTitanium dioxideNeste trabalho de pesquisa, filmes autolimpantes de TiO2 foram depositados pela técnica Doctor Blade sobre superfícies cimentícias (fibrocimento). Dois tipos de nanopartículas de TiO2 (P25 Evonik e PC105 Tronox) foram utilizadas na produção dos filmes. Através das imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM) verificou-se que ambos os filmes exibiram morfologia homogênea, nanoparticulada, e as superfícies são relativamente rugosas. O filme TiO2 (PC105 Tronox) apresentou menor parâmetro de rugosidade (RMS) relação ao filme TiO2 (P25 Evonik). Ambos os filmes exibiram alta hidrofilicidade quando expostos a irradiação UV-A (ângulo de contato θ < 6º). A atividade fotocatalítica dos filmes foi avaliada através de ensaios padronizados de degradação do corante de azul de metileno, sob irradiação UV-A (1,0 mW/cm²), em triplicata. O filme com TiO2 (PC105 Tronox) apresentou eficiência fotônica ξ = 0,1%, enquanto que o filme TiO2 (P25 Evonik) apresentou ξ = 0,08%. A avaliação antimicrobiana do filme TiO2 (PC105 Tronox) apresentou porcentagem de inibição de crescimento nos patógenos (Staphylococcus aureus (99,0% ± 0,2), Klebsiella sp (99,1% ± 0,2), Escherichia coli (99,1% ± 0,2), Rizhobium sp (97,5% ± 0,5), Fusarium sp (98,0% ± 0,5), Penicillium sp (98,0% ± 0,5), com tempo de contato do filme com o inóculo por 15 min. Os resultados mostraram que os filmes são autolimpantes e podem ser utilizados como proteção, evitando a contaminação de superfícies cimentícias (fibrocimento) e abrindo novas possibilidades de uso na indústria da construção civil de forma sustentável.In this study, TiO2 films were deposited by the doctor blade technique on cementitious surfaces (fiber-cement). Two types of nanoparticles TiO2 (P25 Evonik and PC105 Tronox) were used to produce films. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) images reveal films with homogeneous and nanoparticulated morphology, and the surfaces are partially rough. The TiO2 (PC105 Tronox) film presented a lower roughness parameter (RMS) in relation to that for the TiO2 (P25 Evonik). Both films exhibited high hydrophilicity when exposed to UV-A radiation (contact angle θ < 6º). The photocatalytic activity of the films was evaluated by standardized methylene blue dye degradation assays under UV-A irradiation (1,0 mW/cm²), in triplicate. The TiO2 (PC105 Tronox) film showed a photonic efficiency of ξ = 0,1%, while for the films obtained with TiO2 (P25 Evonik) ξ = 0,08%. The evaluation of the antimicrobial activity of the TiO2 (PC105 Tronox) film showed a inhibition efficiency against pathogens (Staphylococcus aureus (99,0% ± 0,2), Klebsiella sp (99,1% ± 0,2), Escherichia coli (99,1% ± 0,2), Rhizobium sp (97,5% ± 0,5), Fusarium sp (98,0% ± 0,5), Penicillium sp (98,0% ± 0,5), with contact time of the TiO2 film with the inoculum for 15 min. The results shows the feasibility of these films as self-cleaning and used as protection, preventing contamination of the cementitious surfaces (fiber-cement) and opening new possibilities for use in the construction industry in a sustainable way.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrito, Adriana Camargo deRossignolo, João AdrianoRosa, Robson Humberto2023-10-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-15022024-121807/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-02-15T17:52:02Zoai:teses.usp.br:tde-15022024-121807Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-02-15T17:52:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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