Efecto de la funcionalización con nitrógeno de la superficie del grafeno como promotor del crecimiento de bacterias capaces de degradar hidrocarburos

Abstract

The main objective of the present project is to evaluate the feasibility of using graphene oxide as a growth promoter of B. subtilis in the electrobioremediation of soils contaminated with hydrocarbons, specifically used automotive oil. Hydrocarbon spills directly affect biota, since oil contains toxic compounds that harm plants, animals and humans. This strategy proposes the use of B. subtilis as an alternative to recover contaminated soils, highlighting the fundamental role of surface chemistry in the interactions between nanomaterials and microorganisms. The experimental section is divided into two parts: The synthesis of graphene oxide by the modified Hummers method and the impurification of the material with nitrogen precursors; and the study of the biological material, using spectrophotometric and biochemical tests. The results show that hydrazine favors bacterial growth. The highest degradation of hydrocarbon dispersed in water was 98.22%, achieved in a 100% liquid culture medium enhanced by electrical energy. In the tests conducted on soil, the maximum degradation reached was 96.51%, observed in the sample containing 10 g of soil with a 100% culture medium, without adding electrical energy.

El objetivo principal de este proyecto es evaluar la factibilidad del uso de óxido de grafeno como promotor del crecimiento de B. subtilis en la electrobiorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos, específicamente aceite de automotor utilizado. Los derrames de hidrocarburos afectan directamente a la biota, ya que el petróleo contiene compuestos tóxicos que dañan plantas, animales y humanos. Esta estrategia propone el uso de B. subtilis como una alternativa para recuperar suelos contaminados, destacando el papel fundamental de la química de superficies en las interacciones entre nanomateriales y microorganismos. La sección experimental fue abordada en dos etapas: inicialmente se llevó a cabo la síntesis de óxido de grafeno mediante el método modificado de Hummers y la impurificación de dicho material con nitrógeno, empleando varios precursores del mismo; en una segunda etapa se desarrolló el estudio del material biológico mediante pruebas espectrofotométricas y bioquímicas. Los resultados muestran que la hidrazina, como precursor de nitrógeno, favorece el crecimiento bacteriano. La degradación más alta del hidrocarburo dispersado en agua fue de 98.22%, lograda en un medio de cultivo líquido al 100% potenciado por energía eléctrica. En las pruebas realizadas en suelo, la degradación máxima alcanzada fue de 96.51%, observada en la muestra que contenía 10 g de suelo con medio de cultivo al 100%, sin la adición de energía eléctrica.