Vega Ávila, Ana L.

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    Synthesis, characterization and bactericidal assessment of MgO polymeric fiber nanocomposites for water disinfection
    (2022-12-12) Vega Ávila, Ana L.; Román Velázquez, Félix R.; College of Arts and Sciences - Sciences; Valentín Rullán, Ricky; Meléndez Martínez, Enrique; Rivera Portalatín, Nilka M.; Department of Chemistry; Orellana Feliciano, Lynette E.
    Este trabajo describe la síntesis, caracterización y evaluación de las propiedades bactericidas de las nanopartículas de óxido de magnesio (MgO NP). Las propiedades bactericidas del MgO NP se evaluaron contra tres cepas de bacterias diferentes teniendo en cuenta los efectos de la concentración, el tiempo de tratamiento y el tipo de precursor. Las nanopartículas de óxido de magnesio se sintetizaron a partir de hidróxido de magnesio y de hidromagnesita. La formación del MgO NP y sus precursores fue confirmada por difracción de rayos X y espectroscopía de rayos X de energía dispersiva. El análisis de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier evidenció quimisorción de CO2 y H2O en la superficie del MgO NP, mientras que la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) se confirmó mediante la degradación de azul de metileno en presencia del MgO NP. Las nanopartículas de óxido de magnesio exhibieron un efecto bactericida contra Salmonella entérica ATCC 14020, E. coli ATCC 25922 y Estafilococos aureus ATCC 25923. Este efecto bactericida fue dependiente de la concentración del MgO NP y del tiempo de tratamiento, pero independiente del tipo de precursor. Adicionalmente, el efecto bactericida del MgO NP se asoció con el incremento en el pH observado en los medios de cultivo durante el tratamiento. Por otro lado, el MgO NP se inmovilizó en membranas electrohiladas de poliacrilonitrilo (PAN) para proporcionarles control de permeabilidad y propiedades bactericidas. Las pruebas bactericidas realizadas a las membranas electrohiladas confirmaron que las membranas de PAN-20% MgO inhibieron completamente el crecimiento de E. coli a una dosis de 0.100 g de membrana / 10 ml del medio tratado después de 24 horas. Las membranas electrohiladas también fueron efectivas para eliminar E. coli y S. thyphimurium de medios acuosos por filtración; se requirieron dos capas superpuestas de membranas de PAN y cuatro capas de PAN-10% MgO para eliminar los microorganismos del medio acuoso. Finalmente, las membranas electrohiladas se usaron para desinfectar muestras de aguas residuales de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados de Puerto Rico en Lajas. Se encontró que las membranas de PAN-10% MgO dosificadas en una concentración de 0.150g / 10 mL de agua inhibieron completamente el crecimiento de las bacterias Gramnegativas y de Estreptococos después de dos horas de tratamiento. Los resultados obtenidos apuntan a la generación de ROS asistida por el efecto alcalino como el mecanismo responsable del efecto antimicrobiano mostrado por el MgO NP. Además, se confirmó la viabilidad de emplear membranas electrohiladas de PANMgO como compuesto antimicrobiano para posibles aplicaciones de purificación de agua.
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    Polyacrilonitrile carbon nanotubes (PANCNT) nanocomposites for bio fuel cells cathode
    (2011) Vega Ávila, Ana L.; Valentín Rullán, Ricky; College of Engineering; Singh, Surinder P.; Cáceres Valencia, Pablo G.; Department of Mechanical Engineering; Monroig Saltar, Francisco M.
    This thesis presents the morphological and electrochemical characterization of composite membranes prepared from Polyacrylonitrile (PAN), Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT), and Catalase composites for applications as bioelectrodes in fuel cells. The composite membranes were prepared by solvent casting and electrospinning. We have studied the effect of processing parameters and the concentration of carbon nanotubes in the morphological characteristics and electrochemical response of the bioelectrode. The electrochemical characterization was conducted using cyclic voltammetry, while morphological characterization of the membranes was performed using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The enzymatic loading in the electrode was measured using Bradford method. Catalase was immobilized by covalent bonding and the electrochemical response of the bioelectrodes was tested in presence of hydrogen peroxide (H2O2). The electrochemical characterization allows concluding that electrospun fibers with concentrations of 5% and 2% of MWCNT are the best material of the evaluated to be used as bioelectrodes supports.