Fotoquímica verde: desenvolvimento de complexos de metais de transição luminescentes para ativação de oxigênio singleto e a sua aplicação na desinfecção de água contaminada com microorganismos patogênicos (Escherichia coli e Enterococcus faecalis)

• Processo: 14/17476-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 07 de novembro de 2014
• Vigência (Término): 12 de junho de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rose Maria Carlos
• Beneficiário: Paulo José de Sousa Maia
• Supervisor: Matthias Selke
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: California State University, Los Angeles, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 12/09449-8 - Fotoquímica "verde": Desenvolvimento de complexos de metais de transição luminescentes para ativação de oxigênio singleto e a sua aplicação na desinfecção de água contaminada com microorganismos patogênicos (Escherichia coli e Enterococcus faecalis), BP.DR
• Assunto(s): Fotoquímica Oxigênio singleto Fotoquímica inorgânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: complexos luminescentes | fotoquímica | microorganismos patagênicos | oxigênio singleto | fotoquimica inorgânica

Resumo

Neste projeto pretendemos desenvolver compostos de metais de transição luminescentes para atuarem como fotocatalisadores no processo de purificação de águas contaminada com microrganismos patogênicos. O sistema foi projetado para atuar em regiões rurais e/ou em pequenas comunidades deficientes de saneamento básico, onde a falta de infra-estrutura, de recursos para gastos operacionais, além da falta de capacitação dos usuários limitam o uso de tecnologias clássicas como cloração, ozônio, radiação UV. Para estas condições elaboramos, um sistema auto-sustentável, usando apenas água e luz solar como fonte de energia e um complexo de metal de transição luminescente capaz de ativar a formação do oxigênio molecular singleto, 1O2. Sob exposição à luz visível, o complexo luminescente catalisa a produção de 1O2 a partir do oxigênio dissolvido na água. 1O2 é um oxidante poderoso, conhecido por tornar inativas bactérias e vírus. Vale ressaltar que 1O2 apresenta alta reatividade um tempo de vida curto, micro-segundos em água, os quais não representam risco de toxicidade exceto para os microorganismos na vizinhança imediata da geração do 1O2. Para isso, pretendemos preparar uma série de complexos luminescentes do tipo [Ru(a-diimina)2(phen-per)3]2+ e avaliar suas propriedades espectroscópicas, eletroquímicas, fotoquímicas e fotofísicas em solução aquosa e em filmes poliméricos (silicone, náfion e celulose), na presença e ausência de 3O2. Estes complexos são convenientes devido à simplicidade de sínteses, estabilidade térmica e fotoquímica, luminescência intensa na região do visível, facilidade de obtenção de derivados e de serem imobilizados em filmes poliméricos. Na seqüência a viabilidade de aplicação prática dos fotocatalisadores propostos será avaliada no processo de desinfecção de água contaminada com os microorganismos Escherichia coli e Enterococcus faecalis. Os resultados obtidos serão comparados com o método de desinfecção solar SODIS nas mesmas condições experimentais. Espera-se assim, que esta pesquisa abra novas perspectivas para a purificação de águas para uso residencial contaminadas com microorganismos patogênicos. Neste projeto direcionamos os estudos para a desinfecção de águas. Entretanto, é importante ressaltar que os estudos para produção e reatividade do 1O2 encontram aplicações nas diversas áreas da ciência com implicações da ciência de materiais a terapia do câncer. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SOUSA MAIA, PAULO JOSE; DE AGUIAR, INARA; VELLOSO, MARISOL DOS SANTOS; ZHANG, DONG; DOS SANTOS, EDJANE ROCHA; DE OLIVEIRA, JONATAS RAFAEL; JUNQUEIRA, JULIANA CAMPOS; SELKE, MATTHIAS; CARLOS, ROSE MARIA. Singlet oxygen production by a polypyridine ruthenium (II) complex with a perylene monoimide derivative: A strategy for photodynamic inactivation of Candida albicans. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 353, p. 536-545, FEB 15 2018. (14/17476-0, 12/09449-8)