Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-15022024-121807
Document
Auteur
Nom complet
Robson Humberto Rosa
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Pirassununga, 2023
Directeur
Jury
Rossignolo, João Adriano (Président)
Faria Filho, Daniel Emygdio de
Abdala, Vera Lúcia
Okura, Monica Hitomi
Silva, Ricardo Souza da
Titre en portugais
Atividade fotocatalítica e antimicrobiana de filmes de TiO2: alternativa sustentável para autolimpeza de superfícies
Mots-clés en portugais
Atividade antimicrobiana
Dióxido de titânio
Filme autolimpante
Fotocatálise
Sustentabilidade
Resumé en portugais
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.
Titre en anglais
Photocatalytic and antimicrobial activity of TiO2 films: sustainable alternative for self-cleaning surfaces
Mots-clés en anglais
Antimicrobial activity
Photocatalysis
Self-cleaning films
Sustainable
Titanium dioxide
Resumé en anglais
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.
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Date de Publication
2024-02-15
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