Mediante a ineficácia dos métodos usualmente utilizados para tratamentos de águas residuais e esgotos em estações de tratamentos, o desenvolvimento de métodos que possam ser promissores na degradação de poluentes é de extrema importância. Diante do cenário mundial atual em que se vive uma crise pandêmica surgida em 2019 a partir da disseminação do vírus SARS-CoV-2 também conhecido como novo Coronavírus causador do COVID-19, os estudos científicos tentam compreender as possíveis rotas de contaminação, assim como o impacto da doença em aspectos diversos como a problemática da contaminação de recursos hídricos por patógenos e agentes farmaceuticamente ativos. A aplicação de processos fotocatalíticos e fotoeletrocatalíticos tem crescido dentro do meio científico por serem tecnologias promissoras e eficientes para este fim. Logo, o presente trabalho pretende estudar a eficiência de filmes de nanopartículas de cobre, óxido cúprico e cuproso na degradação de agentes farmaceuticamente ativos aplicados nos protocolos de tratamentos do COVID-19 nas configurações de fotoeletrocatálise visando a grande quantidade desses poluentes presentes em esgotos hospitalares e domésticos que são descartados muitas vezes sem nenhum tratamento prévio em corpos d'água. Para obtenção dos filmes pretende-se aplicar os métodos de tratamento térmico de micro-ondas para as nanopartículas metálicas de cobre, síntese de redução química para a obtenção das nanopartículas de óxidos de cobre acoplados a diferentes métodos de deposição (como dip coating, spin coating e doctor-blade) e a eletrodeposição dessas nanopartículas. As caracterizações morfológicas, estruturais e ópticas dos materiais sintetizados serão realizadas por técnica de difração de raio-x, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de UV-Vis. As caracterizações eletroquímicas dos fotoeletrodos como voltametria cíclica e linear irão investigar as densidades de fotocorrente e a viabilidade dos materiais para aplicações fotoeletroquímicas. A atividade fotocatalíca dos fotoeletrodos serão investigadas mediante três configurações: fotólise, fotocatálise heterogênea e fotoeletrocatálise frente a agentes farmaceuticamente ativos, havendo a análise das espécies reativas de oxigênio (ROS) para a compreensão das espécies que são relevantes na degradação dos poluentes de interesse. Após a otimização dos parâmetros experimentais e estudos comparativos, espera-se que os fotoeletrodos a base de cobre propostos no trabalho proporcione um desempenho promissor no tratamento de efluentes decorrentes da pandemia do novo Coronavírus. (AU)

A conversão de energia solar em química usando tecnologias de baixo custo, como reatores fotoquímicos e células fotoeletroquímicas (PEC), tem sido intensamente estudada. O óxido cúprico (CuO) tem atraído considerável atenção devido à sua alta abundância, fácil síntese, baixa toxicidade e suas propriedades semicondutoras. Embora este material tenha algumas boas características como fotocatalisador, como baixo preço, estrutura de banda adequada para redução de água e CO2 e bandgap que permite a absorção de luz visível, o CuO possui alta recombinação de portadores de carga e baixa estabilidade que limitam sua aplicação como fotocátodos para reações fotoeletroquímicas. A funcionalização das nanoestruturas de CuO com cocatalisador e nanopartículas plasmônicas (NPs) é uma boa forma de contornar essas deficiências. Esses NPs atuam como um componente adicional para a captura de luz visível devido à sua ressonância plasmônica de superfície. Neste contexto, este projeto envolve a síntese de materiais híbridos contendo CuO e nanopartículas plasmônicas de Au e MoO3-x para aplicações em fotoeletrocatálise plasmônica. Portanto, o projeto está focado na investigação das relações de desempenho da estrutura com base no tamanho dos NPs plasmônicos e na composição dos sistemas híbridos. A proposta abrangerá atividades envolvendo a síntese e caracterização desses nanomateriais, bem como a investigação sistemática de seus desempenhos eletrocatalíticos plasmônicos. Este projeto será realizado na Universidade de Helsinque sob a supervisão do prof. Pedro H. C. Camargo, que possui forte expertise nas áreas de síntese, caracterização e estudos de nanomateriais plasmônicos envolvendo fotocatálise plasmônica. (AU)

As nanopartículas (NPs) de cobre (CuNPs) e óxido de cobre (CuONPs) apresentam propriedades antivirais e antimicrobianas contra diversos tipos de microrganismos e baixo custo de produção. Devido a isso essas NPs têm sido utilizadas em testes contra SARS-CoV-2, o vírus causador da COVID-19. Atualmente, sabe-se que a transmissão de bactérias e vírus, tais como o SARS-CoV-2, pode acontecer devido ao transporte e uso de embalagens para alimentos contaminadas. Nesse intuito, o desenvolvimento de embalagens utilizando polímeros com propriedades antibacterianas cresceu muito nos últimos anos. Em especial, a utilização de polímeros naturais tem atraído atenção devido a redução dos impactos ambientais relacionados ao seu descarte. Com essas motivações, o presente trabalho visa sintetizar CuNPs e CuONPs e testar a atividade antimicrobiana e virucida dessas NPs, puras e inseridas nos filmes naturais de kefiran, contra as bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli e também contra o vírus SARS-CoV-2. Pretende-se também realizar ensaios mecânicos e de citotoxicidade dos filmes. (AU)