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Apr 30, 2023

TiO2

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4200 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Filmes fotocatalíticos adesivos nanoparticulados dopados com TiO2–Ag (TiO2–Ag–NP) foram usados ​​para avaliar a capacidade de reduzir a carga de partículas microbianas internas. A aplicação de um filme adesivo fotocatalítico fácil de usar para limpar os espaços internos da poluição microbiana representa uma novidade no campo dos dispositivos fotocatalíticos. A redução foi obtida por fotocatálise em espaços selecionados, geralmente com superlotação (≥ 3 indivíduos) no horário comum de trabalho diário e mediante monitoramento do microclima interno. Filmes fotocatalíticos adesivos nanoparticulados dopados com TiO2–Ag (TiO2–Ag–NP) foram aplicados em cinco tipos de espaços residenciais, incluindo escolas e locais de trabalho. A poluição microbiana foi avaliada no tempo 0 (longe da limpeza de rotina, ≥ 9 h) e ao longo de 2 a 4 semanas após a aplicação do fotocatalisador por luminometria de unidade relativa de luz (RLU) e avaliação microbiana indireta (unidades formadoras de colônias por metro cúbico, CFU/ m3). O fotocatalisador TiO2–Ag–NP reduziu URL e UFC/m3 em taxas superiores a 70%, levando a URL ≤ 20 e presença microbiana ≤ 35 UFC/m3. O TiO2–Ag–NP descrito é capaz de reduzir a poluição microbiana ao limite mais baixo de URL (≤ 20) em 60 min à luz do dia em uma sala de teste padronizada de 100 m2. A correlação entre URL e UFC/m3 foi positiva (r = 0,5545, p < 0,05), avaliando que a redução microbiana de áreas internas pelo filme adesivo TiO2–Ag–NP foi real. Os fotocatalisadores Titania representam ferramentas promissoras para garantir a limpeza e sanitização do ar em microclimas internos com baixo custo, abordagem viável e direta. Esta abordagem representa uma abordagem fácil de manusear, econômica, viável e eficaz para reduzir a poluição microbiana em espaços internos, simplesmente anexando um filme adesivo TiO2-Ag-NP na parede.

O uso de dióxido de titânio com filmes finos nanoparticulados de Ag (TiO2–Ag–NP) como um catalisador foto-oxidativo para remover poluentes químicos ou contaminação microbiana, remonta a algumas décadas atrás, quando esta abordagem foi apreciada por sua relação custo-benefício, maior oxidação taxa à temperatura ambiente, altas velocidades do duto e baixa tolerância à queda de pressão1,2,3,4,5,6.

Diferentes tipos de tecnologias de filmes finos, como revestimento por rotação7, evaporação por feixe eletrônico, deposição química de vapor8 ou pulverização catódica9, são capazes de formar um filme fino composto de elementos de TiO2 (100 nm) unidos e/ou complexados com prata (Ag) nanopartículas (geralmente ≤ 10 nm, faixa de 1–100 nm), por meio de vários métodos, como doping10,11, formação de heterojunções12 ou implantação de íons metálicos ou outros13. O componente TiO2 funciona como um semicondutor, possuindo um gap de energia (EG) = 3–3,3 eV, embora esse valor dependa das diferentes formas alotrópicas da titânia. Quando o TiO2 é irradiado com fótons de uma quantidade de energia maior que EG (ou seja, correspondendo a um comprimento de onda, λ ≤ 390 nm), um elétron é capaz de superar essa lacuna de energia e pode ser promovido da banda de valência para a de carga condução. O gap de valência é capaz de reagir com as moléculas de água absorvidas no filme fino do fotocatalisador, formando alguns radicais derivados do oxigênio, como o radical hidroxila (·OH-), que são capazes de danificar fortemente as células bacterianas. ou diretamente sobre quaisquer compostos orgânicos adsorvidos. Então, o filme fotocatalítico em um suporte adesivo14,15, é capaz de converter espécies reativas de oxigênio (ROS) em peróxido de hidrogênio, que é usado por Ag para aumentar a morte bacteriana16.

Até o momento, a ampla aplicação de dispositivos que usam nanotecnologia TiO2–Ag está crescendo rapidamente, tanto em espaços internos públicos quanto em instalações domésticas, devido ao crescente reconhecimento da capacidade do TiO2–Ag–NP em reduzir a contaminação microbiana interna e deixar um micróbio ambiente livre17,18,19. O uso de filmes fotocatalíticos de TiO2–Ag–NP recentemente patenteados19,20, que podem ser facilmente aplicados em paredes ou janelas para exercer uma boa eliminação da poluição microbiana transportada pelo ar, está atraindo o interesse público devido ao custo relativamente baixo, facilidade de manuseio e baixa toxicidade da fotocatálise mediada por TiO220. Recentemente, demonstramos que esses dispositivos fotocatalíticos (filmes adesivos finos) de fácil manuseio eram capazes de derrubar os poluentes microbianos nos espaços internos de veículos públicos, geralmente superlotados por alunos, estudantes ou clientes20. Este estudo representa uma avaliação adicional de nossa pesquisa em espaços internos.