Potencial de aplicação de fibras de cabono ativada produzidas a partir de fibras pan textil nacional (poliacrilonitrila) decoradas com nanopartículas de prata no tratamento de água - Martins, Isabela Maria [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
O déficit nos sistemas de tratamento de água e as precárias condições de infraestrutura de saúde, higiene e saneamento podem contribuir para a transmissão de doenças devido à disseminação de diversos contaminantes e micro-organismos. Materiais à base de carbono impregnados com moléculas antimicrobianas têm sido propostos como uma alternativa para o tratamento de água. No entanto, poucos dados de suporte estão disponíveis até o momento. Este estudo teve como objetivo investigar o potencial de aplicação de fibras de carbono ativada (FCA) a base de PAN têxtil decoradas com nanopartículas de prata no tratamento de água. Nanopartículas foram incorporadas ao material por uma metodologia barata e electroless. O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (SEM-FEG), espectroscopia Raman e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). O material foi montado em um protótipo de filtro de água e a capacidade de remoção de células bacterianas (Escherichia coli) e fúngicas (Candida albicans, Aspergillus niger e Penicillium funiculosum) foi avaliada. A composição e toxicidade da água filtrada foram determinadas. A água filtrada através de Ag@FCA (Fibra de carbono ativada com prata) por 2 horas continha 0,25 mg/L de Ag, enquanto a água tratada por 24 horas continha 0,96 mg/L de Ag. O processo de filtragem com Ag@FCA removeu com sucesso E. coli, C. albicans e A. niger das suspensões, porém o mesmo efeito não foi observado para P. funiculosum. A água tratada não foi tóxica para células Vero e Drosophila melanogaster, mas tóxica para Raphidocelis subcapitata. O Ag@FCA foi eficiente na eliminação microbiana quando utilizado no tratamento de água. Nanopartículas de prata liberadas em meio aquoso podem ser responsáveis pela toxicidade para R. subcapitata. Estudos futuros devem ser realizados para reduzir a liberação de nanopartículas de prata da fibra de carbono.

The deficit in the water treatment systems and the poor conditions of health, hygiene and sanitation infrastructure can contribute to the transmission of diseases due to dissemination of a variety of contaminants and microorganisms. Carbon based materials impregnated with antimicrobial molecules have been proposed as an alternative for water treatment, however few supporting data are available so far. This study aimed to investigate the potential application of a textile PAN-based activated carbon fibers (ACF) decorated with silver nanoparticles in water treatment. Nanoparticles were incorporated into the material by a cheap and electroless methodology. The whole material was characterized by scanning electron microscopy with field emission (SEM-FEG), Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The material was mounted in a water filter prototype and the capacity of removing bacterial (Escherichia coli) and fungal (Candida albicans, Aspergillus niger e Penicillium funiculosum) cells was evaluated. The composition and toxicity of the filtered water were determined. The water filtered through Ag@ACF for 2 hours contained 0.25 mg/L of Ag, while the water treated for 24 hours had 0.96 mg/L of Ag. Filtering process with Ag@ACF has successfully removed E. coli, C. albicans e A. niger from the suspensions, however the same effect was not observed for P. funiculosum. Treated water was non-toxic for Vero cells and Drosophila melanogaster, but toxic to Raphidocelis subcapitata. Ag@ACF was efficient on microbial elimination when used in water treatment. Silver nanoparticles released in aqueous medium may be responsible for toxicity to R. subcapitata. Future studies should be performed to reduce the release of silver nanoparticles from the carbon fiber.
Potential application of activated carbon fibers produced from national pan textil fibers (polyacrylonitrile) decorated with silver nanoparticles in water treatment
Keywords: Tratamento de água; Descontaminação; Nanopartículas de prata; Efeito antimicrobiano; Toxicidade; Water treatment; Decontamination; Silver nanoparticles; Antimicrobial effect; Toxicity