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em Cor-Ciencia - Acuerdo de Bibliotecas Universitarias de Córdoba (ABUC), Argentina
Resumo:
IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgnicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de frmacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminacin en aguas subterrneas de zonas agrcolas y en efluentes industriales y domsticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiacin UV-visible y sensitizadores orgnicos e inorgnicos son uno de los mtodos ms econmicos y convenientes para la descomposicin de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradacin de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgnicas en solucin. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fcil aplicacin y una eficaz accin descontaminante en grandes volmenes de fluidos. HIPTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polmeros de impresin molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polmero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer especficamente un analito (molcula plantilla) determinado. La actividad de unin especfica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposicin especfica de molculas plantilla (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgnicas. MATERIALES Y MTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran tcnicas de polimerizacin en mini-emulsin para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradacin de ciertos compuestos de inters. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradacin en dichos sistemas se utilizan diversas tcnicas espectroscpicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografa (HPLC y GC). As mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unin y eficiencia de foto-degradacin se utilizaran tcnicas de fluorescencia de molcula/partcula individual. Estas determinaciones permitirn obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradacin (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicacin de foto- sensibilizadores en las matrices polimricas y eficiencia de unin de la plantilla y los productos de degradacin al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseo de sistemas optimizados para la foto-destruccin selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de frmacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos especficos de efluentes industriales y domsticos en los cuales se desea lograr la degradacin selectiva de compuestos orgnicos. Los conocimientos adquiridos sern indispensables para construir una plataforma verstil de sistemas foto-catalticos especficos para la degradacin de diversos contaminantes orgnicos de inters social. En lo referente a la formacin de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuir en forma directa a la formacin de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuir al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopa ptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Qumica de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitir la aplicacin de tcnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.
