p Ao longo do último meio século, O BPA passou de milagre a ameaça. Sua popularidade disparou após a década de 1950, quando os cientistas descobriram que poderia ser usado para fazer plástico de policarbonato - um disco rígido, durável, e material transparente perfeito para tudo, desde garrafas de água a dispositivos médicos. p Mas recentemente, esse sucesso crescente azedou:um crescente corpo de evidências sugere que mesmo baixas doses de BPA podem ser prejudiciais à saúde humana e ambiental. É classificado como um composto de desregulação endócrina, uma substância que pode prejudicar o equilíbrio hormonal do corpo e, potencialmente, causar câncer ou defeitos congênitos.

p Muitos fabricantes estão eliminando o BPA de seus produtos, particularmente recipientes de armazenamento usados ​​para alimentos e bebidas, mas ainda é uma grande indústria. Além disso, O BPA não se decompõe facilmente, dificultando o descarte seguro do material. Se ele derramar em cursos d'água, pode persistir como uma toxina ambiental.

p Agora, pesquisadores desenvolveram um novo fotocatalisador híbrido que pode quebrar o BPA usando luz visível. Suas descobertas, publicado esta semana no jornal Materiais APL , da AIP Publishing, poderia eventualmente ser usado para tratar o abastecimento de água e descartar com mais segurança o BPA e materiais semelhantes.

p Como funciona o novo catalisador

p Seu novo material decompõe o BPA por meio da oxidação fotocatalítica, um processo no qual a luz ativa uma reação química oxidante. Quando a luz atinge um fotocatalisador como nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2), o choque de energia pode levar um de seus elétrons a um estado excitado e criar um desequilíbrio na distribuição de carga. Na banda de elétrons de alta energia, agora existe um excesso de carga negativa devido à adição de um elétron. Enquanto isso, na banda de elétrons de baixa energia, há um excesso de carga positiva (conhecido como "buraco") porque um elétron saiu. Neste animado, estado desequilibrado, O TiO2 pode catalisar a oxidação e a redução dos materiais ao seu redor. O elétron excitado terá uma tendência de deixar o TiO2 para reduzir algo próximo, enquanto o buraco ajudará outra substância a se oxidar ao aceitar um de seus elétrons.

p Contudo, TiO2 puro tem um grande gap - isto é, é preciso muita energia para excitar elétrons de um nível a outro - e só exibe propriedades fotocatalíticas sob luz ultravioleta. Mais, o elétron excitado tende a cair rapidamente de volta e se recombinar com o buraco, dando ao catalisador pouco tempo em seu estado excitado para induzir uma reação.

p A fim de transformar nanopartículas de TiO2 em um fotocatalisador melhor, os pesquisadores fizeram várias modificações. Primeiro, eles adicionaram prata à superfície das nanopartículas, uma técnica comum para melhorar a separação de carga. Quando a luz atinge o TiO2 e excita um de seus elétrons, a prata puxará aquele elétron para que ele não caia de volta no buraco. O orifício pode então ajudar mais prontamente em uma reação de oxidação.

p A adição de prata também mudou o comprimento de onda no qual o fotocatalisador ficou excitado induzindo efeitos de ressonância plasmônica de superfície localizados - um fenômeno no qual elétrons energéticos na superfície de um material vibram em uma frequência específica e aumentam a absorção de luz em uma faixa estreita de comprimentos de onda. Nesse caso, a prata mudou o comprimento de onda da luz necessária para ativar o fotocatalisador em direção ao espectro de luz visível.

p "A inclusão de um metal nobre [como a prata] no TiO2 responsivo ao ultravioleta estendeu significativamente o espectro em direção à luz visível por meio de efeitos de ressonância plasmônica de superfície localizados, "disse Pichiah Saravanan, um pesquisador da University of Malaya que liderou o projeto.

p Então, eles envolveram as nanopartículas de Ag / TiO2 em folhas de óxido de grafeno reduzido (RGO), uma fina camada de átomos de carbono dispostos em um padrão de favo de mel. Como a prata, a adição de RGO ajudou o buraco a persistir ao aceitar elétrons excitados de TiO2. Também reduziu o bandgap das nanopartículas, diminuindo a quantidade de energia necessária para ativar o fotocatalisador.

p Quando os pesquisadores misturaram as nanopartículas híbridas com solução de BPA sob uma fonte de luz visível artificial, eles descobriram que o BPA se oxidava e se decompunha com muito mais eficácia do que sem o catalisador presente. Além disso, as nanopartículas de RGO-Ag-TiO2 superaram aquelas em que RGO ou Ag sozinho foram adicionados ao TiO2, sugerindo que ambas as modificações desempenharam um papel na atividade catalítica aumentada sob luz visível.

p Eventualmente, a equipe espera usar suas descobertas para ajudar a decompor o BPA e outros contaminantes no abastecimento de água. "Acreditamos fortemente que o nano-fotocatalisador desenvolvido pode ser um dos nanomateriais que podem resolver esse problema de forma sustentável, "disse Saravanan.