|
Dissertações |
|
1
|
-
JOYCE SILVA
-
MEMBRANAS ELETROFIADAS DE POLIACRILONITRILA RECOBERTAS COM POLIPIRROL PARA REMOÇÃO DE GLIFOSATO
-
Orientador : CELSO PINTO DE MELO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CELSO PINTO DE MELO
-
EDUARDO HENRIQUE LAGO FALCAO
-
CARLOS THIAGO CANDIDO CUNHA
-
Data: 17/01/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O crescimento populacional e o consequente aumento da demanda por alimentos ocasionaram uma demanda por novas técnicas agrícolas, dentre elas a utilização de agrotóxicos. Em suas diversas formulações, o glifosato é o agrotóxico mais usado mundialmente, apesar dos riscos que oferece à saúde humana e animal e ao meio ambiente. Dentre as tecnologias usadas para a remoção dessas substâncias, a adsorção surge como uma alternativa eficiente e de baixo custo. O objetivo do presente trabalho foi o de preparar membranas de poliacrilonitrila (PAN) recobertas com o polímero condutor polipirrol (PPi), através de uma polimerização química in situ, que se mostrassem eficientes na remoção do agrotóxico glifosato disperso em um meio aquoso. Essas membranas foram caracterizadas através das técnicas de MEV, FTIR, UV-vis, medidas do ponto de carga zero e do ângulo de contato, e ensaio mecânico de tração. Em seguida, foram realizados estudos dos mecanismos de adsorção, pela colocação das membranas, em sistemas individuais, em um meio aquoso contendo glifosato. Com isso, foram analisadas as isotermas de adsorção, e realizados os estudos cinético e termodinâmico correspondentes. Os melhores resultados de remoção foram obtidos para o pH 4,0, quando uma capacidade de adsorção (qe) de aproximadamente 47 mg/g foi alcançada, com o equilíbrio do processo sendo alcançado em 90 minutos. O processo de adsorção se ajustou melhor aos modelos de isoterma de Langmuir e de pseudo-segunda-ordem, o que indica ser ele controlado pelo mecanismo de quimissorção, ou adsorção em monocamada, e é favorecido com a diminuição da temperatura. Os resultados obtidos sugerem que a membrana compósita PAN/PPi é um eficiente agente ativo a ser usado em protocolos para a remoção do glifosato.
-
Mostrar Abstract
-
O crescimento populacional e o consequente aumento da demanda por alimentos ocasionaram uma demanda por novas técnicas agrícolas, dentre elas a utilização de agrotóxicos. Em suas diversas formulações, o glifosato é o agrotóxico mais usado mundialmente, apesar dos riscos que oferece à saúde humana e animal e ao meio ambiente. Dentre as tecnologias usadas para a remoção dessas substâncias, a adsorção surge como uma alternativa eficiente e de baixo custo. O objetivo do presente trabalho foi o de preparar membranas de poliacrilonitrila (PAN) recobertas com o polímero condutor polipirrol (PPi), através de uma polimerização química in situ, que se mostrassem eficientes na remoção do agrotóxico glifosato disperso em um meio aquoso. Essas membranas foram caracterizadas através das técnicas de MEV, FTIR, UV-vis, medidas do ponto de carga zero e do ângulo de contato, e ensaio mecânico de tração. Em seguida, foram realizados estudos dos mecanismos de adsorção, pela colocação das membranas, em sistemas individuais, em um meio aquoso contendo glifosato. Com isso, foram analisadas as isotermas de adsorção, e realizados os estudos cinético e termodinâmico correspondentes. Os melhores resultados de remoção foram obtidos para o pH 4,0, quando uma capacidade de adsorção (qe) de aproximadamente 47 mg/g foi alcançada, com o equilíbrio do processo sendo alcançado em 90 minutos. O processo de adsorção se ajustou melhor aos modelos de isoterma de Langmuir e de pseudo-segunda-ordem, o que indica ser ele controlado pelo mecanismo de quimissorção, ou adsorção em monocamada, e é favorecido com a diminuição da temperatura. Os resultados obtidos sugerem que a membrana compósita PAN/PPi é um eficiente agente ativo a ser usado em protocolos para a remoção do glifosato.
|
|
2
|
-
LILLYANE RAISSA BARBOSA DA SILVA
-
DESENVOLVIMENTO DE NANOCATALISADORES SUSTENTÁVEIS BASEADOS EM NANOPARTÍCULAS DE PRATA PARA QUÍMICA ORGÂNICA
-
Orientador : MARIA GORETI CARVALHO PEREIRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
MARIA GORETI CARVALHO PEREIRA
-
ARMANDO JUAN NAVARRO VAZQUEZ
-
LAIS ARAUJO SOUZA
-
Data: 31/01/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os materiais têm sido desenvolvidos e utilizados com características específicas que atendem às necessidades da moderna e complexa sociedade. Entre os tipos de materiais temos, os nanomateriais que estão dentro dos materiais avançados. Entre estes materiais, um grupo que se tem destacado pela sua ampla gama de aplicações são as nanopartículas metálicas, como as nanopartículas de prata (AgNPs). As AgNPs possuem excelentes características, que são responsáveis pelas propriedades ópticas, eletrônicas, e antibacterianas. As AgNPs apresentam-se também como nanocatalisadores eficientes, apresentando eficiência em diversas reações, como na redução catalítica de poluentes orgânicos. Assim, esse trabalho teve como objetivo principal sintetizar nanocatalisadores metálicos baseados em nanopartículas de prata em água, e avaliar a sua atividade catalítica na degradação do 4-nitrofenol (4-NF). As AgNPs foram preparadas no formato esférico, através do método de redução química usando borohidreto de sódio. Como estabilizantes foram utilizados os polímeros: poli 4-estireno sulfonato, álcool polivinílico, polifosfato de sódio, alginato de sódio; e ligantes menores: ácido ascórbico, anidrido succínico, glicina, tirosina e citrato de sódio. As AgNPs foram caracterizadas por espectroscopia Uv-Vis, espalhamento dinâmico de luz, potencial Zeta e ICP-OES. Os resultados obtidos indicam a formação de nanopartículas de prata com morfologia esférica, com estabilidade coloidal e boa distribuição de tamanho. A redução catalítica do 4-NF em 4-aminofenol na presença de nanocatalisadores de prata foi estudada por espectroscopia UV-Vis, na presença de borohidreto de sódio. Os estudos catalíticos foram realizados utilizando diferentes volumes das AgNPs (0,5,0,25 e 0,1 µL), e a análise foi feita no tempo 0, 5, 15 e 30 min. Observou-se uma degradação completa do 4-NF em menos de 30 minutos com todos os catalisadores, e que essa eficiência catalítica é dependente da quantidade de AgNP utilizada. Assim, as AgNPs aqui estudadas apresentam potencial para serem utilizadas como nanocatalisadores na degradação de poluentes orgânicos.
-
Mostrar Abstract
-
Materials have been developed and used with specific characteristics that meet the needs of a modern and complex society. Among the types of materials, we have nanomaterials that are within the advanced materials. Among these materials, a group that stands out for its wide range of applications is metallic nanoparticles, such as silver nanoparticles (AgNPs). AgNPs have excellent characteristics, which are responsible for optical, electronic, and antibacterial properties. AgNPs are also efficient nanocatalysts, showing efficiency in several reactions, such as the catalytic reduction of organic pollutants. Thus, this work had as its main objective the synthesis of metallic nanocatalysts based on silver nanoparticles in water, and to evaluate their catalytic activity in the degradation of 4-nitrophenol (4-NF). The AgNPs were prepared in spherical format, through the chemical reduction method using sodium borohydride. As stabilizers, we used polymers: poly 4-styrene sulfonate, polyvinyl alcohol, sodium polyphosphate, and sodium alginate; and minor ligands: ascorbic acid, succinic anhydride, glycine, tyrosine, and sodium citrate. AgNPs were characterized by UV-Vis spectroscopy, dynamic light scattering, Zeta potential, and ICP-OES. The obtained results indicate the formation of silver nanoparticles with spherical morphology, colloidal stability, and good size distribution. The catalytic reduction of 4-NF to 4-aminophenol in the presence of silver nanocatalysts was studied by UV-Vis spectroscopy, in the presence of sodium borohydride. The catalytic studies were performed using different volumes of AgNPs (0.5, 0.25, and 0.1 µL), and the analysis was performed at 0, 5, 15, and 30 min. Complete degradation of 4-NF was observed in less than 30 minutes with all catalysts, and this catalytic efficiency is dependent on the amount of AgNP used. Thus, the AgNPs studied here have the potential to be used as nanocatalysts in the degradation of organic pollutants.
|
|
3
|
-
LUCAS RODRIGUES DE OLIVEIRA
-
SÍNTESE DE NANOCATALISADORES DE PALÁDIO SUPORTADOS EM DERIVADOS DO GRAFENO PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VIA DECOMPOSIÇÃO DO ÁCIDO FÓRMICO
-
Orientador : BRAULIO SILVA BARROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BRAULIO SILVA BARROS
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
KLEBER GONCALVES BEZERRA ALVES
-
Data: 14/02/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O hidrogênio é considerado por muitos o vetor energético do futuro, capaz de desempenhar um papel de grande importância na descarbonização da matriz energética mundial. Entretanto, seu uso ainda é limitado devido a indisponibilidade de tecnologias de armazenamento mais eficazes e seguras comparadas as comercialmente disponíveis. Dentre as novas tecnologias de armazenamento e transporte de hidrogênio em desenvolvimento, o uso de líquidos orgânicos como containers moleculares de hidrogênio ganhou destaque nos últimos anos. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de nanocatalizadores a base de paládio suportado em derivados de grafeno e seu emprego na reação de desidrogenação do ácido fórmico (AF) para a produção de hidrogênio. Assim, o óxido de grafeno foi previamente preparado a partir do método de Hummers modificado, seguido da funcionalização com arginina (GO-ARG) e (3- aminopropil)trietoxisilano (GOAPTES). Estas amostras foram usadas como suportes para nanopartículas de paládio originando três sistemas catalíticos, Pd/rGO, Pd/ARG-rGO, Pd/APTESrGO, que foram caracterizados por DRX, FTIR, MEV e EDS. Os resultados confirmaram a obtenção do óxido de grafeno e o sucesso da funcionalização com arginina e APTES, indicando também que a funcionalização proporcionou uma melhor dispersão e controle do tamanho das nanopartículas de paládio posteriormente depositadas nestes suportes. Além disso, de acordo com os dados obtidos por cromatografia gasosa, os dois catalisadores modificados são 100% seletivos e inibiram completamente a formação de CO. Em contraste, o catalisador Pd/rGO apresentou um maior tamanho de nanopartícula metálica, o que afetou significativamente o desempenho deste sistema. Assim, dentre os três sistemas avaliados, o catalisador modificado com arginina apresentou o melhor resultado, produzindo um total de 78 mL de gás em 45°C (60 minutos de reação), com valor de energia de ativação aparente de 19,93 Kj.mol-1 e taxa de produção de hidrogênio equivalente a 65 mL.H2.min-1 .g-1 . Em testes de reciclagem, o catalisador apresentou atividade até o 4° ciclo reacional.
-
Mostrar Abstract
-
Hydrogen is considered by many to be the energy vector of the future, capable of playing a significant role in the decarbonization of the world's energy matrix. However, its use still needs to be improved due to the unavailability of more effective and secure storage technologies than commercially available ones. Among the new hydrogen storage and transport technologies under development, organic liquids as molecular hydrogen containers have gained prominence in recent years. In this context, this work aims to develop nanocatalysts based on palladium supported by graphene derivatives and their use in the formic acid (FA) dehydrogenation reaction for hydrogen production. Thus, graphene oxide was previously prepared using the modified Hummers method, followed by functionalization with arginine (GO-ARG) and (3- aminopropyl)triethoxysilane (GO-APTES). These samples were used as supports for palladium nanoparticles originating three catalytic systems, Pd/rGO, Pd/ARG-rGO, and Pd/APTES-rGO, characterized by XRD, FTIR, SEM, and EDS. The results confirmed the obtainment of graphene oxide and the success of the functionalization with arginine and APTES, also indicating that the functionalization provided a better dispersion and control of the size of the palladium nanoparticles later deposited on these supports. Furthermore, according to the data obtained by gas chromatography, the two modified catalysts are 100% selective and completely inhibited the formation of CO. In contrast, the Pd/rGO catalyst showed a larger metallic nanoparticle size, which significantly affected the performance of this system. Thus, among the three evaluated systems, the catalyst modified with arginine presented the best result, producing a total of 78 mL of gas at 45°C (60 minutes of reaction), with an apparent activation energy value of 19.93 Kj.mol-1 and hydrogen production rate equivalent to 65 mL.H2.min-1 .g-1 . In recycling tests, the catalyst showed activity up to the fourth reaction cycle.
|
|
4
|
-
ERILENE GRANGEIRO TELES RIBEIRO
-
Síntese e caracterização de sulfatos tri e tetra básico de chumbo e aplicação em acumuladores chumbo-ácido
-
Orientador : ANDRE GALEMBECK
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ALDO JOSE GORGATTI ZARBIN
-
ANDRE GALEMBECK
-
EDUARDO HENRIQUE LAGO FALCAO
-
Data: 27/02/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
As baterias chumbo-ácido têm sido utilizadas há mais de um século em diversas aplicações. A longevidade da tecnologia se explica por diversos fatores, entre eles, a confiabilidade, segurança, reciclabilidade e custo relativamente baixo. No entanto, um dos maiores problemas é a baixa densidade de energia, relacionado, parte à elevada densidade dos componentes (Pb) e parte ao baixo aproveitamento efetivo do material ativo. Outro problema diz respeito ao ciclo de vida, ao menos parcialmente relacionado à degradação do eletrodo positivo, que ocorre tanto pela corrosão do coletor de corrente, como por desagregação do material ativo positivo. Neste sentido, melhorar o aproveitamento do material ativo e buscar estratégias de dificultar a desagregação do material ativo positivo, podem se traduzir em aumento de eficiência quanto aos dois aspectos mencionados. O uso de aditivos na produção da pasta positiva, tais como sementes de 3BS e 4BS, pode melhorar a durabilidade e aumento do aproveitamento do material ativo. Estes são os aspectos abordados no presente trabalho: a síntese de 3BS e 4BS e posterior aplicação como aditivo na produção da pasta a ser utilizada como eletrodo positivo de protótipos de acumuladores chumbo-ácido. A síntese dos aditivos foi conseguida a partir da mistura de óxido de chumbo produzido industrialmente, com quantidades adequadas de H2SO4, em meio aquoso, em temperaturas de até 100oC. As placas positivas contendo os aditivos foram utilizadas na confecção de protótipos 2 V e os resultados mostraram um aumento no aproveitamento do material ativo, em torno de 3% melhor que pode ser explicado, ao menos em parte, pela alteração da porosidade da placa. Aparentemente modesto, esse aumento pode resultar em diminuição de utilização de matéria-prima para a produção das placas positivas, que em valores podem chegar a casa de alguns milhões de reais por ano.
-
Mostrar Abstract
-
Lead-acid batteries have been used since more than a century in many applications. The longevity of the technology is explained by several factors, including reliability, safety, recyclability and relatively low cost. However, one of the biggest problems is the low energy density, related, partly to the high density of the components (Pb) and partly to the low effective use of the active material. Another problem is related to cycle life, partially related to the degradation of the positive electrode, which occurs both, by corrosion of the current collector and by disaggregation, or shedding of the positive active material. In this sense, improving the use of active material and searching for strategies to hinder the shedding of positive active material turns into increase in efficiency, considering the two aspects mentioned above. The use of additives in the production of positive paste, such as 3BS and 4BS seeds,can improve the durability and increase the effective use of the active material. These are the aspects studied in the present work: the synthesis of 3BS and 4BS and subsequent application as additives in paste preparation, and then the use as the positive electrode of prototypes of lead-acid cells. The synthesisof the additives was achieved by mixing industrially lead oxide with adequate amounts of H2SO4, in aqueous medium, at temperatures up to 100oC. The positive plates containing the additives were used in the manufacture of 2 V prototypes and the results showed an increase in the use of the active material, around 3%, which can be explained, at least in part, by the change in the porosity of the plate. Apparently modest, this improvement may result in a decrease in the use of raw material to produce positive plates, which can reach more than a million reais per year. The reduction of costs is an attribute always welcomed by the industry and justifies the efforts involved in the investigation.
|
|
5
|
-
AMANDA CAROLINE DE OLIVEIRA DINIZ
-
PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CELULOSE BACTERIANA EM MEIO CONTENDO SUCO DO FRUTO DO MANDACARU (Cereus jamacaru)
-
Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
JOSÉ FRANCIELSON QUEIROZ PEREIRA
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 28/02/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero promissor para substituição de materiais de origem fóssil devido à sua alta pureza, biocompatibilidade, biodegradabilidade, alta elasticidade, resistência mecânica, alta área de superfície específica e porosidade. No entanto, os custos de produção e a inatividade biológica ainda são desafios para produção em escala industrial. Portanto, investigou-se a polpa do Cereus jamacaru, um fruto da região nordeste, subutilizado e pouco explorado comercialmente, visando identificar um sistema de baixo custo e rico em nutrientes que proporcione a bactéria Komagataeibacter hansenii rendimento e propriedades iguais ou superiores ao meio padrão HS (Hestrim-Schramm). Para tanto, foi realizada inicialmente uma caracterização físico-química da polpa do fruto do mandacaru, que demonstrou as seguintes médias de carboidratos (0,70 mol.mL-1), ácido cítrico (0,51%) e pH (4,31). Visto isso, confeccionou-se por via in situ em condições estáticas os meios com o suco do fruto P60 (60% m/v), P80 (80% m/v), P100 (100% m/v) e o meio padrão HS sobre a mesma quantidade de volume. Após os 15 dias de fermentação as amostras foram secas, caracterizadas e analisadas por espectroscopia na região do infravermelho, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica e permeabilidade ao vapor de água. Verificou-se que o melhor rendimento e produtividade das membranas secas, foi obtido para as amostras P80 (11,10 ± 0,51 g/L e 0,74 ± 0,04 g. L-1.dia-1) e HS (10,84 ± 0,82 g/L e 0,72 ± 0,05 g. L-1.dia-1), que foram estatisticamente semelhantes, favorecendo a substituição do meio HS por um meio com redução quase total de custo. Todas as amostras apresentaram alta capacidade de retenção de água (≈ 97%). As membranas, apresentaram importantes grupos funcionais pertencentes a estrutura química da celulose do tipo I, o maior percentual de cristalinidade conferiu para P80 (78,05%) o que favoreceu um material termicamente mais estável, confirmado pela sua morfologia fibrilar, e pela permeabilidade com coeficiente de permeação de (1,28 ± 0,11 x 10-10 g s-1m-1Pa). Assim, com bases nos resultados, a CB produzida com o suco do fruto Cereus jamacaru sem adição extra de nutrientes se mostrou promissora, de baixo custo e com potencial a ser explorado em diversas aplicações como na indústria alimentícia, embalagens, cosmético, material adsorvente de contaminantes, entre outros.
-
Mostrar Abstract
-
A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero promissor para substituição de materiais de origem fóssil devido à sua alta pureza, biocompatibilidade, biodegradabilidade, alta elasticidade, resistência mecânica, alta área de superfície específica e porosidade. No entanto, os custos de produção e a inatividade biológica ainda são desafios para produção em escala industrial. Portanto, investigou-se a polpa do Cereus jamacaru, um fruto da região nordeste, subutilizado e pouco explorado comercialmente, visando identificar um sistema de baixo custo e rico em nutrientes que proporcione a bactéria Komagataeibacter hansenii rendimento e propriedades iguais ou superiores ao meio padrão HS (Hestrim-Schramm). Para tanto, foi realizada inicialmente uma caracterização físico-química da polpa do fruto do mandacaru, que demonstrou as seguintes médias de carboidratos (0,70 mol.mL-1), ácido cítrico (0,51%) e pH (4,31). Visto isso, confeccionou-se por via in situ em condições estáticas os meios com o suco do fruto P60 (60% m/v), P80 (80% m/v), P100 (100% m/v) e o meio padrão HS sobre a mesma quantidade de volume. Após os 15 dias de fermentação as amostras foram secas, caracterizadas e analisadas por espectroscopia na região do infravermelho, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica e permeabilidade ao vapor de água. Verificou-se que o melhor rendimento e produtividade das membranas secas, foi obtido para as amostras P80 (11,10 ± 0,51 g/L e 0,74 ± 0,04 g. L-1.dia-1) e HS (10,84 ± 0,82 g/L e 0,72 ± 0,05 g. L-1.dia-1), que foram estatisticamente semelhantes, favorecendo a substituição do meio HS por um meio com redução quase total de custo. Todas as amostras apresentaram alta capacidade de retenção de água (≈ 97%). As membranas, apresentaram importantes grupos funcionais pertencentes a estrutura química da celulose do tipo I, o maior percentual de cristalinidade conferiu para P80 (78,05%) o que favoreceu um material termicamente mais estável, confirmado pela sua morfologia fibrilar, e pela permeabilidade com coeficiente de permeação de (1,28 ± 0,11 x 10-10 g s-1m-1Pa). Assim, com bases nos resultados, a CB produzida com o suco do fruto Cereus jamacaru sem adição extra de nutrientes se mostrou promissora, de baixo custo e com potencial a ser explorado em diversas aplicações como na indústria alimentícia, embalagens, cosmético, material adsorvente de contaminantes, entre outros.
|
|
6
|
-
FLÁVIO JOSÉ DE ABREU MOURA
-
NOVOS NANOCOMPÓSITOS DE AEROGEL DE SÍLICA COM ÓXIDOS DE LANTANÍDEOS PARA A EMISSÃO DE LUZ BRANCA INTENSA POR CONVERSÃO ASCENDENTE DE ENERGIA
-
Orientador : RICARDO LUIZ LONGO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
LEONIS LOURENÇO DA LUZ
-
LUÍS ANTÓNIO FERREIRA MARTINS DIAS CARLOS
-
OSCAR MANOEL LOUREIRO MALTA
-
Data: 10/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Diversos estudos com óxidos de lantanídeos têm sido realizados visando o desenvolvimento de materiais capazes de realizar eficientemente upconversion ou conversão ascendente de energia pelas suas inúmeras possibilidades de aplicações no ramo da energia fotovoltaica. Esses materiais eficientes serão capazes de aproveitar a grande parte do espectro solar (infravermelho) que é perdido em placas fotovoltaicas convencionais e convertê-lo em luz visível, aumentando a eficiência dessas placas. Assim sendo, o presente trabalho, visou investigar a influência de uma matriz isolante térmica recoberta pelos óxidos PrO2 e Yb2O3 exposta a um laser no infravermelho próximo (NIR) em processos de upconversion. Os óxidos e nanocompósitos de sílica, SiO2/PrO2 e SiO2/Yb2O3, foram sintetizados via método Pechini. Esses materiais exibem uma forte absorção do visível ao NIR, atingindo altas temperaturas sob excitação em 980 nm, com densidades de potência entre 0,5 e 4,5 W cm−2, e emitindo luz branca intensa por radiação térmica (ou de corpo negro). As temperaturas de estado-estacionário, estimadas pela distribuição de corpo-negro (Planck), chegaram a ser superiores a 2000 K para os híbridos de SiO2/Yb2O3 sob baixas pressões. Observou-se ainda que para os híbridos SiO2/PrO2, a concentração dos óxidos não influenciou nas intensidades de emissão, em contraste com os híbridos SiO2/Yb2O3, para os quais a concentração afetou diretamente o aumento da intensidade de emissão para uma mesma densidade de potência de excitação. De modo geral, o aumento da potência de excitação resulta no aumento da temperatura local e consequentemente na intensidade de emissão de banda larga, atribuída à emissão de corpo negro. Para híbridos SiO2/Yb2O3 em determinadas condições, observou-se a formação de micro esferas sob irradiação em 980 nm, que poderia levar a um novo procedimento sintético de óxido de itérbio. Esforços adicionais ainda serão necessários para desenvolver estes novos materiais em aplicações termofotovoltaicas eficientes. Porém, mostrou-se que a incorporação de materiais isolantes térmicos e com elevada estabilidade química ainda mantém viável o processo de emissão térmica intensa fotoinduzida.
-
Mostrar Abstract
-
Several studies with lanthanide oxides have been attempting to develop materials for efficient energy upconversion, due to its innumerous possibilities of applications in the field of photovoltaic energy. These efficient materials will be able to take advantage of a large part of the solar spectrum (infrared) that is lost in conventional photovoltaic panels and convert it into visible light, increasing the efficiency of these panels. Thus, the present work aimed at investigating the influence of a thermal insulating matrix coated with PrO2 and Yb2O3 oxides exposed to a near-infrared (NIR) laser in upconversion processes. The oxides and nanocomposites with silica, SiO2/PrO2 and SiO2/Yb2O3, were synthesized via Pechini method. These materials exhibit intense absorption from the visible to NIR, resulting in high temperatures upon excitation at 980 nm with power densities ranging from 0,5 to 4,5 W cm−2 and emitting very bright white light by thermal irradiation. The steady-state temperatures were estimated by the blackbody (Planck) distribution, which were higher than 2000 K for the SiO2/Yb2O3 hybrids under low pressures. It was also observed that for the SiO2/PrO2 hybrids, the concentration of oxides did not affect the emission intensities, in contrast to the SiO2/Yb2O3 hybrids for which the concentration increase directly affects the rise of the emission intensity for the same excitation power density. In general, the increase in excitation power results in an increase in local temperature and, consequently, the brightness of the broadband emission intensity, ascribed to blackbody emission. For the SiO2/Yb2O3 hybrids, it was observed the formation of micro spheres under irradiation at 980 nm, which could lead to a new synthetic approach to ytterbium oxides. Additional efforts are needed to develop these new materials into efficient thermophotovoltaic applications. However, it was shown that the incorporation of thermal insulating materials with high chemical stability still make viable the process of photoinduced thermal bright emissions.
|
|
7
|
-
ÍTALO MACÊDO GONÇALVES
-
SÍNTESE COLOIDAL, CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL, ÓPTICA E MAGNÉTICA DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE ZINCO DOPADAS COM METAIS DE TRANSIÇÃO
-
Orientador : GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
JOSÉ FERNANDO DAGNONE FIGUEIREDO
-
Data: 13/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O óxido de zinco (ZnO) é um material semicondutor do tipo n da classe II-VI que vem ganhando destaque nas últimas décadas devido às possibilidades de aplicações nas mais diversas áreas científicas, tais como a fotônica, optoeletrônica, magnetismo e nanomedicina. Nesse contexto, a comunidade científica busca metodologias sintéticas alternativas às já consagradas na literatura, como a síntese por coprecipitação, que enfatizam o uso de solventes orgânicos como meio dispersante, visando maior eficiência, baixo custo e fácil reprodutibilidade. Assim, o presente trabalho propôs um método de síntese via química coloidal em meio aquoso, utilizando sais de cloreto (Zn1− xCoxO-Cl) e de nitrato (Zn1− xCoxO-N) como precursores de zinco e de cobalto à uma fração molar de acordo com a expressão, Zn1− xCoxO (x = 0,05, 0,075, 0,10), e ácido mercaptosuccínico (MSA) como agente estabilizante de superfície para a produção de nanopartículas de óxido de zinco dopadas com cobalto (NPs Co:ZnO) em diferentes concentrações. Os resultados confirmaram a formação de NPs de Co:ZnO a partir de algumas técnicas de caracterização. As propriedades estruturais e composicionais, das nanopartículas de ZnO foram avaliadas a partir da difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a espectroscopia de raios-X em energia dispersiva (EDS). O tamanho médio obtido para as NPs de Zn1− xCoxO-Cl e Zn1− xCoxO-N ficou na faixa entre 18-8 nm diminuindo com o aumento da concentração de dopante e variando com o tipo de precursor, conforme dados de DRX. As análises por TEM mostraram NPs com morfologias quase-esféricas e as técnicas de ICP-OES e EDS comprovaram, ainda que semi-quantitativamente, a dopagem do ZnO com Co. Estes resultados promissores, sugerem boas perspectivas para o desenvolvimento de novos sistemas nanoestruturados em água de ZnO dopado com metais de transição da primeira série da tabela periódica a partir do uso de diferentes moléculas organossulfuradas como agentes estabilizadores de superfície e da modificação das condições sintéticas (pH, precursores, temperatura de síntese, temperatura de calcinação, etc.) para a obtenção de NPs com tamanhos menores e morfologias bem definidas, visando a otimização das propriedades das NPs para aplicações nanotecnológicas.
-
Mostrar Abstract
-
O óxido de zinco (ZnO) é um material semicondutor do tipo n da classe II-VI que vem ganhando destaque nas últimas décadas devido às possibilidades de aplicações nas mais diversas áreas científicas, tais como a fotônica, optoeletrônica, magnetismo e nanomedicina. Nesse contexto, a comunidade científica busca metodologias sintéticas alternativas às já consagradas na literatura, como a síntese por coprecipitação, que enfatizam o uso de solventes orgânicos como meio dispersante, visando maior eficiência, baixo custo e fácil reprodutibilidade. Assim, o presente trabalho propôs um método de síntese via química coloidal em meio aquoso, utilizando sais de cloreto (Zn1− xCoxO-Cl) e de nitrato (Zn1− xCoxO-N) como precursores de zinco e de cobalto à uma fração molar de acordo com a expressão, Zn1− xCoxO (x = 0,05, 0,075, 0,10), e ácido mercaptosuccínico (MSA) como agente estabilizante de superfície para a produção de nanopartículas de óxido de zinco dopadas com cobalto (NPs Co:ZnO) em diferentes concentrações. Os resultados confirmaram a formação de NPs de Co:ZnO a partir de algumas técnicas de caracterização. As propriedades estruturais e composicionais, das nanopartículas de ZnO foram avaliadas a partir da difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a espectroscopia de raios-X em energia dispersiva (EDS). O tamanho médio obtido para as NPs de Zn1− xCoxO-Cl e Zn1− xCoxO-N ficou na faixa entre 18-8 nm diminuindo com o aumento da concentração de dopante e variando com o tipo de precursor, conforme dados de DRX. As análises por TEM mostraram NPs com morfologias quase-esféricas e as técnicas de ICP-OES e EDS comprovaram, ainda que semi-quantitativamente, a dopagem do ZnO com Co. Estes resultados promissores, sugerem boas perspectivas para o desenvolvimento de novos sistemas nanoestruturados em água de ZnO dopado com metais de transição da primeira série da tabela periódica a partir do uso de diferentes moléculas organossulfuradas como agentes estabilizadores de superfície e da modificação das condições sintéticas (pH, precursores, temperatura de síntese, temperatura de calcinação, etc.) para a obtenção de NPs com tamanhos menores e morfologias bem definidas, visando a otimização das propriedades das NPs para aplicações nanotecnológicas.
|
|
8
|
-
SUELEN CATHERINE FARIAS PEREIRA
-
Complexo [Eu(mppdOH)3]: de dosímetro de radiação UV a termômetro molecular
-
Orientador : SEVERINO ALVES JUNIOR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ADELMO SATURNINO DE SOUZA
-
MARCELLA AUXILIADORA DE MELO LUCENA
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
Data: 27/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Este trabalho reporta a síntese, caracterização, investigação das propriedades luminescentes e foto-oxidação do complexo β-dicetonato [Eu(mppd)3] (mppd = ânion 1,3-Bis-(1-metil-1H-pirrol-2-il) propan-1,3-dionato), além da potencial aplicação da sua forma foto-oxidada, [Eu(mppdOH)3], como dosímetro de radiação UV e termômetro molecular. Inicialmente foi sintetizado o pré-ligante Hmppd (1,3-Bis-(1-metil-1H-pirrol-2-il) propan-1,3-diona) a partir da reação entre o N-metil pirrol e cloreto de malonil. O pré-ligante foi caracterizado por RMN de 1H, análise termogravimétrica e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. O complexo [Eu(mppd)3] apresenta fotoluminescência no vermelho (5D0 7FJ, J = 0, 1, 2, 3 e 4) e sofre foto-oxidação quando submetido a radiação UV em 344 nm, resultando na intensificação da luminescência do íon Eu3+. Após 15 minutos de irradiação, a intensificação da emissão atinge um patamar que se mantém por 10 minutos até começar a decair. Foram realizadas tentativas de produção de dispositivos luminescentes através da inserção do ligante mppd ou do complexo [Eu(mppd)3] em uma matriz supramolecular de hidrogel e em uma matriz polimérica de polivinilpirrolidona. No entanto, esses procedimentos não apresentaram resultados satisfatórios. Além disso, foi avaliada a fotoinstabilidade do complexo foto-oxidado, [Eu(mppdOH)3], sob exposição à radiação UV (λirr = 343 nm). Os resultados dos espectros de emissão mostraram que houve uma perda de 80% da sua luminescência após 60 minutos de exposição, evidenciando a sua fotodegradabilidade. Ainda, investigou-se o comportamento termométrico do complexo [Eu(mppdOH)3] na faixa de temperatura fisiológica, 303 a 323 K, utilizando a razão entre as intensidades integradas de emissão do íon Eu3+ e do ligante como parâmetro termométrico. A energia de ativação encontrada pelo modelo Mott-Seitz foi de 4.239 cm-1, supondo-se, portanto, que a banda de transferência de carga do Eu3+ seja o principal mecanismo de desativação da luminescência.
-
Mostrar Abstract
-
This work reports the synthesis, characterization, luminescent properties and photo-oxidation chemical reaction of the β-diketonate complex [Eu(mppd)3] (mppd = anion 1,3-Bis-(1-methyl-1H-pyrrol-2-yl) propan-1,3- dionate). In addition, we have investigated the preliminar UV dosimeter and molecular thermometer applications of its photo-oxidized form, [Eu(mppdOH)3]. Initially, the protonated ligand Hmppd (1,3-Bis-(1-methyl-1H-pyrrol-2-yl) propan-1,3-dione) was synthesized from the reaction between N-methylpyrrole and malonyl chloride. The Hmppd was characterized by 1H NMR, thermogravimetric analysis and gas chromatography-mass spectrometry. The complex [Eu(mppd)3] shows photoluminescence in the red region (5D0 7FJ, J = 0, 1, 2, 3 and 4) and undergoes photo-oxidation when exposed to UV radiation at 344 nm, resulting in the intensification of the luminescence of the Eu3+ ion. After 15 minutes of irradiation, the emission intensification reaches a plateau that is maintained for 10 minutes until it starts to fall. Attempts were made to produce luminescent devices by inserting the mppd ligand or the [Eu(mppd)3] complex in a supramolecular matrix of hydrogel and in a polymeric matrix of polyvinylpyrrolidone. However, these procedures have not produced satisfactory results. Furthermore, the photostability of the photo-oxidized complex, [Eu(mppdOH)3], under UV radiation exposure (λirr = 343 nm) was evaluated. The emission intensity had a loss of 80% after 60 minutes of exposure, evidencing its photodegradability. Moreover, the thermometric behavior of the [Eu(mppdOH)3] complex was investigated in the physiological temperature range, 303 to 323 K, using the ratio between the integrated emission intensities of the Eu3+ ion and the ligand (IEu/EiLig) as the thermometric parameter. The activation energy found by the Mott-Seitz model was 4,239 cm-1, assuming, therefore, that the Eu3+ charge transfer band is the main mechanism of luminescence deactivation.
|
|
9
|
-
JULIE ANNE PEREIRA CAVALCANTE
-
DESIGN DE SISTEMA BIOPOLIMÉRICO DE MEMBRANA DE CELULOSE BACTERIANA E MICROAGULHA COM LIBERAÇÃO DE METOTREXATO PARA APLICAÇÕES DERMATOLÓGICAS
-
Orientador : SEVERINO ALVES JUNIOR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
MARCOS VINICIUS DA SILVA PAULA
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 28/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Devido a complexidades e ao alto custo de tratamento, algumas doenças dermatológicas não são tratadas pelos pacientes, como no caso da psoríase, que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Essa patologia segue diferentes terapias com medicações administradas via tópica, oral e parenteral. Entretanto, possuem problemáticas nas três formas. E assim, a administração via transdérmica de metotrexato, principal fármaco para psoríase e outras patologias dermatológicas, evita efeitos negativos das outras vias e aumenta a eficácia. Dessa forma, é importante que se tenha uma matriz para incorporação do fármaco, bem como um agente para vencer a barreira córnea da pele. Assim, neste trabalho foi desenvolvido um sistema de entrega transdérmica de metotrexato com matriz biopolimérica de membrana de celulose bacteriana, a qual tem sido usada em larga escala para aplicações médicas devido as suas propriedades relevantes, e com microagulhas poliméricas de carboximetilcelulose, como agente físico para ultrapassar a barreira da pele e a liberação do fármaco por essa via ser eficiente. Foram realizadas análises de Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TGA), Difratometria de Raio-X (DRX), ensaio de intumescimento, teste mecânico de compressão e de inserção de pele in vitro, teste de citotoxicidade e ensaio in vitro de liberação do fármaco. A incorporação do MTX, pelo método mecânico, foi bem sucedida na membrana de celulose bacteriana CB/MTX, com confirmação a partir das análises de FTIR, DRX e MEV. A membrana CB incorporada com MTX (CB/MTX) e o sistema completo (CB/MTX/MA) apresentaram estabilidade térmica similares. A membrana com MTX (CB/MTX) apresentou morfologia satisfatória, com aspectos morfológicos de ambos os materiais. A microagulha (MA) apresentou boa resistência mecânica para inserção na pele e boa qualidade de intumescimento. O sistema CB/MTX/MA apresentou liberação controlada do fármaco. Por fim, o sistema produzido demonstrou potencial para aplicação futura no setor biomédico, com propriedades biológicas relevantes, como biocompatibilidade, resistência mecânica, dissolução e boa entrega do fármaco na pele, sendo um bom material para uso em diferentes doenças dermatológicas, com boa adesão e baixo custo.
-
Mostrar Abstract
-
Due to the complexity and high cost of treatment, some dermatological diseases are not treated by patients, as in the case of psoriasis, which affects millions of people around the world. This pathology follows different therapies with medications administered topically, orally and parenterally. However, they have problems in all three forms. And so, transdermal administration of methotrexate, the main drug for psoriasis and other dermatological pathologies, avoids the negative effects of other routes and increases efficacy. Thus, it is important to have a matrix for incorporating the drug, as well as an agent to overcome the corneal barrier of the skin. Thus, in this work, a transdermal delivery system of methotrexate was developed with a biopolymeric matrix of bacterial cellulose membrane, which has been used on a large scale for medical applications due to its relevant properties, and with polymeric microneedles of carboxymethylcellulose, as a physical agent for overcome the skin barrier and the release of the drug by this route is efficient. Analyzes were carried out Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), X-Ray Diffraction (DRX), swelling test, mechanical compression test and insertion of in vitro skin, cytotoxicity test and in vitro drug release assay. The incorporation of MTX, by the mechanical method, was successful in the CB/MTX bacterial cellulose membrane, with confirmation from the FTIR, XRD and SEM analyses. The BC membrane incorporated with MTX (BC/MTX) and the complete system (BC/MTX/MN) showed similar thermal stability. The membrane with MTX (BC/MTX) showed satisfactory morphology, with morphological aspects of both materials. The microneedle (MN) showed good mechanical resistance for insertion into the skin and good swelling quality. The BC/MTX/MN system showed controlled release of the drug. Finally, the system produced showed potential for future application in the biomedical sector, with relevant biological properties, such as biocompatibility, mechanical resistance, dissolution and good delivery of the drug to the skin, being a good material for use in different dermatological diseases, with good adhesion and low cost.
|
|
10
|
-
ALESSANDRA DE SOUSA LIMA
-
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE AGREGADO MIÚDO POR RESÍDUO DE VIDRO EM ARGAMASSAS
-
Orientador : NATHALIA BEZERRA DE LIMA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
FELIPE MENDES DA CRUZ
-
NATHALIA BEZERRA DE LIMA
-
TIAGO FELIPE DE ABREU SANTOS
-
Data: 29/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Nesta dissertação foi analisada a influência da substituição parcial do agregado miúdo por resíduo de vidro na propriedade mecânica de resistência à compressão em argamassas, bem como nas etapas de fabricação. Foram fabricadas argamassas com resíduo de vidro substituindo a areia nas proporções de 10%, 20% e 30% em relação à proporção adotada entre cimento e areia, como também argamassas sem essa substituição. Para os quatro casos foram utilizados 6 kg de cimento, 2,9 kg de cal, 21 kg de areia e 4 kg de resíduo de vidro, utilizando uma relação água/cimento de 1,3. Os resultados de resistência à compressão obtidos mostram que para as argamassas com resíduo de vidro houve uma diminuição deste comportamento mecânico quando comparadas a resistência da argamassa de referência, em ambas as idades. Apesar desta diminuição, a diferença de comportamento mecânico foi pequena (< 1 MPa). Embora tenha provocado uma leve diminuição nos valores de resistência das argamassas, a incorporação de resíduo de vidro nas misturas promoveu uma melhor trabalhabilidade às massas, uma vez que o material não absorve água. Adicionalmente foi realizada caracterização química, estrutural e microestrutural dos materiais precursores e dos produtos obtidos. Assim, foram realizados ensaios de difração de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-x por energia dispersiva (EDS) e termogravimetria (TG). A partir das análises de DRX foi possível identificar o uso de argamassa calcítica, como também a presença de sistemas como quartzo e silicatos de cálcio hidratado. Através dos resultamos de MEV/EDS percebeu-se a boa formação dos produtos de hidratação do cimento etringita e portlandita e com a análise termogravimétrica o efeito de altas temperaturas nas argamassas. Os resultados também mostraram que as argamassas sem resíduo de vidro apresentaram os maiores valores de resistência à compressão quando comparado aos casos em que a areia foi substituída pelo resíduo. Finalmente, ao avaliar todos os diferentes tipos de argamassas fabricados nesta dissertação, as adições de 10% e 20% de resíduo de vidro levam a argamassas de maior potencialidade para aplicações na construção civil.
-
Mostrar Abstract
-
In this work, the influence of partial replacement of fine aggregate by glass waste was investigated in the mechanical property of compressive strength in mortars, as well as on the manufacturing stages. Mortars with glass waste substituting sand in the proportions of 10%, 20% and 30% in relation to the proportion adopted between cement and sand were manufactured, as well as mortars without this substitution. For the four cases 6 kg of cement, 2.9 kg of lime, 21 kg of sand and 4 kg of waste glass were used, using a water/cement ratio of 1.3. The compressive strength results revealed that the strength of mortars with glass waste decreased compared to the strength of the reference mortar, at both ages. Despite this decrease, the difference in mechanical behavior was small (< 1 MPa). Although it has caused a slight decrease in mortar strength values, the incorporation of glass waste in the mixtures has promoted a better workability of the mixtures, since the material does not absorb water. Additionally, chemical, structural, and microstructural characterization of the precursor materials and the obtained products was performed. Thus, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and thermogravimetry (TG) analyses were performed. From the XRD analyses it was possible to identify the use of calcitic mortar, as well as the presence of systems such as quartz and hydrated calcium silicates. Through the SEM/EDS results it was possible to notice the good formation of the cement hydration products ettringite and portlandite, and with the thermogravimetric analysis the effect of high temperatures on the mortars. The results also showed that the mortars without glass waste showed the highest compressive strength values when compared to the cases where the sand was replaced by waste. Finally, when evaluating all the different types of mortars produced in this dissertation, the additions of 10% and 20% of glass waste lead to mortars with greater potential for applications in civil construction.
|
|
11
|
-
LARISSA KEROLLAINE MAIA GOMES
-
FIBRAS DE PBAT COM ÓLEO DE CANELA PRODUZIDAS POR FIAÇÃO POR SOPRO EM SOLUÇÃO (SBS) - CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO ANTIMICROBIANO
-
Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO HENRIQUE LAGO FALCAO
-
ELITON SOUTO DE MEDEIROS
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 24/07/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A técnica de Fiação por Sopro em Solução, ou Solution Blow Spinning (SBS), permite a obtenção de mantas de fibras poliméricas que podem ser utilizadas em diversas aplicações na área biomédica, como: scaffolds, curativos e dispositivos de liberação controlada de fármacos. Considerando que o óleo essencial de canela (C. Cassia), possui propriedades antimicrobianas, no presente trabalho, objetivou-se desenvolver mantas de nanofibras de poli (butileno adipato co-tereftalato) – (PBAT) incorporadas com óleo essencial de canela (OC) produzidas por SBS visando sua aplicação em sistemas de liberação controlada. As mantas foram produzidas a partir de soluções contendo 15 e 20% m/v de PBAT em clorofórmio e foram estudados os efeitos da adição de 20% em massa do OC na morfologia e nas propriedades estruturais das mantas obtidas. As mantas foram caracterizadas quanto a suas propriedades morfológicas (por MEV), térmicas (por TGA e DSC), difratométricas (por DRX), espectroscópicas (por FTIR) e antimicrobianas (através de difusão em ágar). Foi possível observar pelo MEV, uma morfologia cilíndrica, lisa e entrelaçada para todas as composições de PBAT com e sem adição do OC, com diâmetros de fibra variando em média de 242 a 314 nm para as mantas de PBAT puro. Após a adição de OC, esses diâmetros médios aumentaram, variando de 323 a 461 nm. O OC comportou-se como um plastificante para o PBAT, diminuindo a sua temperatura de transição vítrea (Tg), seu ponto de fusão (Tm), sua temperatura de cristalização (Tc) e cristalinidade. Os padrões de DRX das mantas, mostraram que a incorporação do OC não foi suficiente para induzir qualquer formação de nova fase no PBAT. Os resultados de FTIR com o auxílio da Análise de Componentes Principais (PCA) confirmaram a presença de OC nas nanofibras de PBAT. As nanofibras mostraram ação antimicrobiana, com halos de inibição médios variando de 2,6 a 2,1 ± 0,1mm para Escherichia coli e 1,4 a 1,6 ± 0,2mm para Staphylococcus aureus.
-
Mostrar Abstract
-
The Solution Blow Spinning (SBS) technique is a method that allows obtaining nonwoven mats of polymeric fibers that can be used in various biomedical applications such as scaffolds, dressings, and controlled drug release devices. Considering that cinnamon essential oil (C. Cassia) possesses antimicrobial properties, the aim of the present study was to develop poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) nanofiber mats incorporated with cinnamon essential oil (CE) produced by SBS for their application in controlled release systems. The mats were produced from solutions containing 15% and 20% w/v PBAT in chloroform, and the effects of adding 20% mass of CE on the morphology and structural properties of the obtained mats were studied. The mats were characterized for their morphological properties (by SEM), thermal properties (by TGA and DSC), diffraction properties (by XRD), spectroscopic properties (by FTIR), and antimicrobial properties (by agar diffusion). SEM analysis revealed a cylindrical, smooth, and entangled morphology for all PBAT compositions, with fiber diameters ranging from an average of 242 to 314 nm for pure PBAT mats. After the addition of CE, these average diameters increased, ranging from 323 to 461 nm. CE acted as a plasticizer for PBAT, reducing its glass transition temperature (Tg), melting point (Tm), crystallization temperature (Tc), and crystallinity. XRD patterns of the mats showed that the incorporation of CE was not sufficient to induce any new phase formation in PBAT. FTIR results, with the aid of Principal Component Analysis (PCA), confirmed the presence of CE in the PBAT nanofibers. The nanofibers exhibited antimicrobial activity, with average inhibition zones ranging from 2.6 to 2.1 ± 0.1 mm for Escherichia coli and 1.4 to 1.6 ± 0.2 mm for Staphylococcus aureus.
|
|
12
|
-
DJALMA ALVES DE OLIVEIRA
-
BLENDAS TERMORRESPONSIVAS FORMADAS POR POLI(N-VINILCAPROLACTAMA) E POLIURETANO
-
Orientador : CAROLINA LIPPARELLI MORELLI
-
MEMBROS DA BANCA :
-
JULIANO MARINI
-
CAROLINA LIPPARELLI MORELLI
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
Data: 26/07/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Materiais poliméricos inteligentes capazes de responder a estímulos externos apresentam grande potencial de aplicação na área industrial ou biomédica como sensores, dispositivos eletrônicos, embalagens, curativos, sistemas para liberação controlada de fármacos, suportes para crescimento celular, entre outros. O poli(N-vinilcaprolactama), PNVCL, é um polímero termorresponsivo, cuja mudança de comportamento hidrofílico para hidrofóbico ocorre mediante alteração da temperatura, e apresenta-se promissor devido a sua não toxicidade, biocompatibilidade e por possuir uma temperatura de transição de fase de hidrofílico para hidrofóbico próxima à temperatura fisiológica. No entanto, a confecção de produtos acabados com o PNVCL é dificultada devido a sua elevada fragilidade mecânica. A melhoria das propriedades do PNVCL pode ser conseguida através da mistura física com outros polímeros, confeccionando uma blenda polimérica. Em adição, a mistura com outros polímeros também permite alterar as temperaturas de transição de fase do PNVCL, o que pode ampliar seu espectro de aplicações. No presente trabalho foram confeccionados filmes plásticos termorresponsivos produzidos por moldagem em solução a partir de blendas poliméricas contendo diferentes proporções mássicas de PNVCL e poliuretano termoplástico (TPU) nas proporções 90/10 70/30 e 50/50, respectivamente. Os filmes se apresentaram resistentes, flexíveis e com termorresponsividade variada a depender da composição formulada. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier por reflexão total atenuada (FTIR-ATR), termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial exploratória (DSC) comprovaram a miscibilidade das blendas formadas e a análise de ângulo de contato mostrou que os filmes apresentam resposta térmica. Foi possível induzir a mudança dos filmes sólidos de transparentes para opacos mediante variação da temperatura e verificar a reversibilidade dessa mudança. Em adição foram realizados ensaios mecânicos de tração/deformação que comprovaram a melhoria mecânica das blendas de PNVCL ao incorporar o TPU. O material desenvolvido no presente trabalho apresenta-se inovador e com potencial de aplicação em inúmeras áreas.
-
Mostrar Abstract
-
Smart polymeric materials capable of responding to external stimuli have great potential for application in the industrial or biomedical area as sensors, electronic devices, packaging, dressings, systems for controlled drug release, support for cell growth, among others. Poly(N- vinylcaprolactam), PNVCL, is a thermoresponsive polymer, whose change from hydrophilic to hydrophobic behavior occurs by changing the temperature, and shows promise due to its non-toxicity, biocompatibility and for having a phase transition temperature of hydrophilic to hydrophobic close to physiological temperature. However, the production of finished products with PNVCL is difficult due to its high mechanical fragility. The improvement of PNVCL properties can be achieved through physical mixing with other polymers, making a polymer blend. In addition, mixing with other polymers also allows changing the phase transition temperatures of PNVCL, which can broaden its application spectrum. In the present work, thermoresponsive plastic films produced by molding in solution from polymeric blends containing different mass proportions of PNVCL and thermoplastic polyurethane (TPU) in the proportions 90/10 70/30 and 50/50, respectively, were made. The films were resistant, flexible and with varied thermal responsiveness depending on the formulated composition. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy by attenuated total reflection (FTIRATR), thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis confirmed the miscibility of the blends formed and the angle analysis contact test showed that the films present thermal response. It was possible to induce a change in solid films from transparent to opaque by varying the temperature and verify the reversibility of this change. In addition, mechanical tests of traction/deformation were carried out, which proved the mechanical improvement of the PNVCL blends when incorporating TPU. The material developed in this work is innovative and has potential for application in many areas.
|
|
13
|
-
RHODIVAM LUCAS MENDES FEITOSA
-
Filmes poliméricos termorresponsivos com propriedade antimicrobiana.
-
Orientador : CAROLINA LIPPARELLI MORELLI
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CAROLINA LIPPARELLI MORELLI
-
DAYANNE DINIZ DE SOUZA
-
FERNANDO HALLWASS
-
Data: 07/08/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os polímeros termorresponsivos são macromoléculas são capazes de mudarem suas características, de forma reversível, com a variação de temperatura. Essa singularidade torna esses materiais úteis em uma ampla gama de aplicações, como liberação controlada de moléculas (como drogas), curativos, scaffolds, engenharia de tecidos e sensores. O poli(N-vinilcaprolactama), PNVCL, é um polímero termorresponsivo e biocompatível cuja temperatura de transição hidrofílica/hidrofóbica depende da massa molar. Entretanto, este material não possui boas propriedades mecânicas. O poli (butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) é um polímero flexível e biocompatível. A produção de blendas é uma rota interessante para conferir melhoria nas propriedades com a junção de polímeros diferentes. O óleo essencial da casca de canela (CEO) tem características antimicrobianas e pode ser utilizado como aditivo aos polímeros para conferir esta propriedade. No presente trabalho, o PNVCL foi sintetizado por duas rotas diferentes, uma usando o ácido 3-mercaptopropiônico (MPA) como agente de transferência de cadeia e a outra sem MPA. Foram feitos filmes de PNVCL pelo método de casting. Em seguida, foi produzida uma blenda do polímero termorresponsivo com PBAT por casting a fim melhorar as propriedades mecânicas. Além disso, adicionou-se CEO nos filmes poliméricos produzidos para formar potenciais materiais com propriedades antimicrobianas. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, ressonância magnética nuclear, fluorescência de raio-X, energia dispersiva de raio-X (EDS), calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, viscosimetria, cromatografia de permeação em gel, ponto nuvem, teste de turvação dos filmes, relaxometria, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura, análise mecânico dinâmico, análise antimicrobiana, citotoxicidade. Foram obtidos os polímeros pelas sínteses realizadas. Também houve sucesso na formação dos filmes poliméricos por casting. As diferentes técnicas de caracterizações confirmaram a produção de polímeros termoresponsivos. Houve a formação de uma blenda parcialmente miscível e a adição de óleo essencial conferiu boas propriedades antimicrobianas aos materiais perante bactérias Gram-negativa e Grampositiva testadas. A presente pesquisa contribui para a disseminação do conhecimento sobre o polímero termorresponsivo PNVCL, e a produção de materiais inteligentes com propriedades antimicrobianas.
-
Mostrar Abstract
-
The thermoresponsive polymers are macromolecules capable of reversibly changing their characteristics with temperature variation. This uniqueness makes these materials useful in a wide range of applications such as controlled release of molecules (such as drugs), dressings, scaffolds, tissue engineering and sensors. Poly(N-vinylcaprolactam), PNVCL, is a thermoresponsive and biocompatible polymer whose hydrophilic/hydrophobic transition temperature depends on the molar mass. However, this material does not have good mechanical properties. Poly(butylene adipate co-terephthalate) (PBAT) is a flexible and biocompatible polymer. The production of blends is an interesting route to improve properties by joining different polymers. Cinnamon bark essential oil (CEO) has antimicrobial characteristics and can be used as an additive to polymers to impart this property. In the present work, PNVCL was synthesized by two different routes, one using 3-mercaptopropionic acid (MPA) as chain transfer agent and the other without MPA. PNVCL films were made by casting method. Then, a blend of the thermoresponsive polymer with PBAT was produced by casting in order to improve the mechanical properties. In addition, CEO was added to the polymeric films produced to form potential materials with antimicrobial properties. The obtained materials were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, X-ray fluorescence, X-ray energy dispersive (EDS), differential scanning calorimetry, thermogravimetry, viscosimetry, gel permeation chromatography, cloud point, turbidity test of films, relaxometry, contact angle, scanning electron microscopy, mechanical dynamic analysis, antimicrobial analysis, cytotoxicity. The polymers were obtained by the performed syntheses. There was also success in the formation of polymeric films by casting. The different characterization techniques confirmed the production of thermoresponsive polymers. There was the formation of a partially miscible blend and the addition of essential oil conferred good antimicrobial properties to the materials against Gram-negative and Grampositive bacteria tested. The present research contributes to the dissemination of knowledge about the thermoresponsive polymer PNVCL, and the production of intelligent materials with antimicrobial properties.
|
|
14
|
-
TEREZA RAQUEL RODRIGUES MARQUES
-
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE POLÍMEROS A BASE DE POLICAPROLACTONA (PCL) E PÓ DE GENGIBRE COM PROPRIEDADE PROTEOLÍTICA
-
Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
VIVIANE FONSECA CAETANO
-
Data: 17/08/2023
Ata de defesa assinada:
-
-
Mostrar Resumo
-
Conforme as tecnologias evoluem, funções diferentes das convencionais são exigidas aos materiais plásticos. Nesse sentido, é crescente a demanda por novos polímeros com funções específicas, e uma forma de adicionar essas funcionalidades aos polímeros é a partir do uso de aditivos naturais, como o gengibre, por exemplo. Os rizomas de gengibre (Zingiber officinale) contêm substâncias com diversas propriedades de interesse, incluindo enzimas com atividade proteolítica, chamadas de Zingibaína. A interação de enzimas com polímeros pode possibilitar que funções biológicas sejam transferidas para os materiais poliméricos e trazer funcionalidade aprimorada para esses materiais. No presente estudo, a técnica de extrusão foi utilizada para adicionar o pó de gengibre ao polímero biodegradável Policaprolactona (PCL), com o objetivo de desenvolver um polímero funcional com propriedade proteolítica, utilizando a protease do pó de gengibre (Zingibaína) como agente proteolítico e o PCL como matriz polimérica. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC), ensaio mecânico e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ademais, foi avaliada a presença de atividade proteolítica nos polímeros formados. Os resultados indicaram a viabilidade do uso do processamento por extrusão para incorporar no polímero a protease presente no pó de gengibre, onde as três composições estudadas apresentaram atividade proteolítica. A análise de FTIR indicou que o material da matriz foi preservado após a adição do pó de gengibre. As análises térmicas de TGA mostraram que a formulação de PCL com 3% do pó de gengibre apresentou comportamento semelhante ao PCL puro. Todavia, as formulações com 5% e 7% de gengibre apresentaram uma diminuição de aproximadamente 7,0°C e 7,5°C, respectivamente na temperatura inicial de degradação. Já os resultados do DSC mostraram que as concentrações utilizadas não produziram mudanças térmicas relevantes nessas propriedades. Os ensaios de tração mostraram que o módulo elástico não variou significativamente em nenhuma das composições estudadas. Já os valores de tensão na ruptura e deformação na ruptura diminuíram para as amostras com 5% e 7% do pó de gengibre, corroborando com as imagens de MEV. Portanto, com este estudo foi possível desenvolver um polímero funcional, trazendo as funções biológicas das enzimas presentes no pó de gengibre para a matriz de PCL, sem grandes modificações nas propriedades da matriz, ampliando, dessa forma, as aplicações desse poliéster biodegradável.
-
Mostrar Abstract
-
As technologies evolve, functions other than conventional ones are required of plastic materials. In this sense, there is a growing demand for new polymers with specific functions, and one way to add these functionalities to polymers is through the use of natural additives, such as ginger, for example. Ginger rhizomes (Zingiber officinale) contain substances with several properties of interest, including enzymes with proteolytic activity, called Zingibaine. The interaction of enzymes with polymers can enable biological functions to be transferred to polymeric materials and bring improved functionality to these materials. In the present study, the extrusion technique was used to add ginger powder to the biodegradable polymer Polycaprolactone (PCL), with the objective of developing a functional polymer with proteolytic property, using the protease of ginger powder (Zingibaína) as a proteolytic agent and PCL as a polymeric matrix. The developed materials were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), mechanical assay and scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the presence of proteolytic activity in the formed polymers was evaluated. The results indicated the feasibility of using extrusion processing to incorporate the protease present in ginger powder into the polymer, where the three studied compositions showed proteolytic activity. FTIR analysis indicated that the matrix material was preserved after the addition of ginger powder. The TGA thermal analyzes showed that the PCL formulation with 3% ginger powder showed similar behavior to pure PCL. However, the formulations with 5% and 7% ginger showed a decrease of approximately 7.0°C and 7.5°C, respectively, in the initial degradation temperature. The DSC results showed that the concentrations used did not produce relevant thermal changes in these properties. The tensile tests showed that the elastic modulus did not vary significantly in any of the studied compositions. The values of stress at rupture and deformation at rupture decreased for samples with 5% and 7% of ginger powder, corroborating the SEM images. Therefore, with this study it was possible to develop a functional polymer, bringing the biological functions of the enzymes present in the ginger powder to the PCL matrix, without major changes in the matrix properties, thus expanding the applications of this biodegradable polyester.
|
|
15
|
-
RAFAELA OLIVEIRA HOLANDA DA SILVA
-
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA COLANTE COM ADIÇÃO DE QUITOSANA: PRODUÇÃO, MICROESTRUTURA E RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA À TRAÇÃO
-
Orientador : PATRICIA MARIA ALBUQUERQUE DE FARIAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ELIANA CRISTINA BARRETO MONTEIRO
-
PATRICIA MARIA ALBUQUERQUE DE FARIAS
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 24/08/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O desenvolvimento de compósitos cimentícios sustentáveis é urgente e inadiável, principalmente, pela produção do cimento Portland que é responsável por até 7% das emissões global de CO2, um dos principais gases geradores do efeito estufa. Assim, a busca por materiais sustentáveis que possam conferir boa performance como substitutos parciais ou completos do cimento, é tema de crescente interesse e importância. Diariamente grande quantidade de capacaças (exoesqueletos) de crustáceos são descartados no meio-ambiente. Entretanto, nessas carapaças está presente a quitina, o biopolímero mais abundante na Terra, depois da celulose. Através da desacetilação da quitina é obtida a quitosana, que no presente trabalho, é utilizada como substituto parcial do cimento Portland em argamassas colantes. A viabilidade de tal substituição é aqui avaliada através do estudo microestrutural e da propriedade de resistência de aderência à tração. Para isso, foram produzidas quatro argamassas colantes modificadas com diferentes teores de quitosana em pó (0%, 0,1%, 0,3% e 0,4%) em substituição à massa de cimento. Essas misturas foram aplicadas nos substratos padrão e adicionadas a 10 placas cerâmicas para cada amostra. Os resultados indicam que a substituição parcial do cimento por quitosana, na produção de argamassa colante, é viável para adições de até 0,3%. Novos compósitos cimentícios com adição de quitosana como substituto parcial do cimento Portland, ainda que em baixas concentrações, apresentam potencial de trazer maior sustentabilidade à produção de materiais para a construção civil.
-
Mostrar Abstract
-
The development of sustainable cementitious composites is urgent and urgent, mainly due to the production of Portland cement, which is responsible for up to 7% of global CO2 emissions, one of the main gases that generate the greenhouse effect. Thus, the search for sustainable materials that can provide good performance as partial or complete substitutes for cement is a topic of growing interest and importance. Daily large amounts of shells (exoskeletons) of crustaceans are discarded in the environment. However, these shells contain chitin, the most abundant biopolymer on Earth after cellulose. Through the deacetylation of chitin, chitosan is obtained, which in the present work is used as a partial substitute for Portland cement in adhesive mortars. The viability of such a replacement is evaluated here through the microstructural study and the tensile adhesion strength property. For this, four modified adhesive mortars with different levels of powdered chitosan (0%, 0.1%, 0.3% and 0.4%) were produced to replace the cement mass. These mixtures were applied to standard substrates and added to 10 ceramic plates for each sample. The results indicate that the partial replacement of cement by chitosan, in the production of adhesive mortar, is feasible for additions of up to 0.3%. New cementitious composites with the addition of chitosan as a partial substitute for Portland cement, even in low concentrations, have the potential to bring greater sustainability to the production of materials for civil construction.
|
|
16
|
-
LYARA FERREIRA PEREIRA
-
NANOCOMPÓSITOS DE REDES METALORGÂNICAS PARA APLICAÇÃO EM ELETRODOS DE SUPERCAPACITORES
-
Orientador : JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EUZEBIO SKOVROINSKI
-
JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
KLEBER GONCALVES BEZERRA ALVES
-
Data: 31/08/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
À medida que as economias se desenvolvem e prosperam, vamos enfrentar o desafio de alimentar a demanda de aumento de energia mais de duas vezes neste século. A crescente demanda criou uma feroz concorrência mundial pela redução gradual das reservas de combustíveis fósseis. Enquanto isso, o aumento das emissões de gases do efeito estufa resulta na mudança climática global. Todas essas situações exigem que nossa sociedade avance para recursos energéticos sustentáveis e renováveis, como energia solar e eólica. No entanto, devido à característica intermitente da fonte solar e eólica, os sistemas de armazenamento de energia desempenham um papel fundamental para a utilização adequada da energia solar e eólica. O armazenamento químico eficaz (por exemplo, em baterias de íons lítio e supercapacitores) torna-se assim imperativo nas futuras tecnologias de energia para fornecer energia de transporte eléctrica aos passageiros e para armazenar energia proveniente de energia solar ou eólica intermitente. O eletrodo é um componente crítico para controlar o desempenho de tais dispositivos. A fabricação de um material de eletrodo de alto desempenho envolve algumas propriedades críticas, como alta condutividade, grande área superficial específica, estabilidade térmica, boa distribuição de poros com tamanho otimizado, boa resistência à corrosão e boa relação custo-benefício. Neste sentido, materiais porosos, dentre eles as redes metalorgânicas (MOFs), têm sido bastante promissores na aplicação em dispositivos de armazenamento de energia; entretanto, problema de baixa condutividade elétrica de tais materiais precisa ser contornada. A associação das MOFs com materiais carbonáceos tem sido proposta como uma alternativa eficiente para melhorar o desempenho eletroquímico de tais materiais. Diante disso, este trabalho tem como objetivo sintetizar redes metalorgânicas bem como os seus compósitos com nanotubos de carbono (CNTs) e aplicá-los em eletrodos de supercapacitores. As redes metalorgânicas foram sintetizadas via método sonoquímico, a partir de sais de zinco e cobre coordenados a ligantes benzenodicarboxilatos. A formação dos compósitos foi realizada pelo método de emulsão do tipo Pickering, que insiste na formação de uma emulsão estabilizada por partículas sólidas. A rede metalorgânica de zinco (ZnMOF) ou cobre (CuMOF) foi dispersa em diclorometano, fase óleo, e os nanotubos de carbono funcionalizados dispersos em água destilada, fase água. As amostras foram caracterizadas pelo método de difração de raios-X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e análises térmicas. O comportamento eletroquímico das redes metalorgânicas e seus compósitos foi avaliado pela técnica de voltametria cíclica usando os dispositivos do tipo células moedas.
-
Mostrar Abstract
-
As the economies develop and prosper, we will face challenge to feed the demand of more than two-fold energy increase in this century. The increasing demand created fierce worldwide competition for the gradually depleting fossil fuel reserves. Meanwhile, increasing greenhouse emission results in global climate change. All these situations require our society to move towards sustainable and renewable energy resources, such as solar and wind energy. However, due to intermittent feature of solar and wind source, energy storage systems play a key role to the proper utilization of solar and wind energy. Effective chemical storage (e.g. lithium-ion battery and supercapacitors) thereby becomes imperative in the future energy technologies to provide electrical transportation power for commuters and to store energy from intermittent solar or wind power. The electrode is a critical component for controlling the performance of such devices. The fabrication of a high-performance electrode material involves some critical properties such as high conductivity, large specific surface area, temperature stability, good distribution of pores with optimized size, good corrosion resistance, and cost effectiveness. In this sense, porous materials, including Metalorganic Frameworks (MOFs), have been very promising in their application in energy storage devices; however, the problem of low electrical conductivity of such materials needs to be overcome. The association of MOFs with carbonaceous materials has been proposed as an efficient alternative to improve the electrochemical performance of such materials. Therefore, this work aims to synthesize metalorganic frameworks as well as their composites with carbon nanotubes (CNTs) and apply them in supercapacitor electrodes. The Metalorganic Frameworks were synthesized via sonochemical method, from zinc and copper salts coordinated to benzenedicarboxylate ligands. The formation of the composites was carried out by the method of Pickering emulsion, which consists of the formation of an emulsion stabilized by solid particles. The Metalorganic Framework of zinc (ZnMOF) or copper (CuMOF) was dispersed in dichloromethane, oil phase, and the functionalized carbon nanotubes dispersed in distilled water, water phase. The samples were characterized by the X-ray diffraction method, absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform, scanning electron microscopy and thermal analysis. The electrochemical behavior of Metalorganic Frameworks and their composites was evaluated by the cyclic voltammetry technique using coin cell devices.
|
|
17
|
-
LUIS VINICIUS GONÇALVES DE MELO
-
Síntese de Sulfonatobisperilenimidas como Mesógenos Cromônicos para a Preparação de Cristais Líquidos Liotrópicos como Meio de Alinhamento em RMN
-
Orientador : FERNANDO HALLWASS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
FERNANDO HALLWASS
-
JULIANA ECCHER
-
RICARDO OLIVEIRA DA SILVA
-
Data: 01/09/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os cristais líquidos liotrópicos têm sido utilizados, entre outras aplicações, como meio de alinhamento em experimentos em espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para gerar anisotropia na amostra. Neste meio, os observáveis anisotrópicos de RMN, como o acoplamento dipolar, o acoplamento quadrupolar e a anisotropia do deslocamento químico, podem ser parcialmente recuperados, fornecendo novas informações geométricas a respeito da estrutura molecular. Neste trabalho foram sintetizadas três bisperilenimidas com agentes solubilizantes periféricos, contendo grupos sulfonatos para formar fases cromônicas solúveis em meio aquoso. A síntese dos compostos foi realizada a partir da conjugação do dianidrido perilenotetracarboxílico com os compostos: ácido aminoetanosulfônico, ácido sulfanilíco e ácido aminometanosulfônico, formando a di(etanosulfônico) perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida) disódica (BPI-ES), o di(p-benzenosulfônico) perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida) diimidazólico (BPI-pBS) e a di(metanosulfônico) perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida) disódica (BPI-MS), respectivamente. Os rendimentos obtidos para estas sínteses foram 74% para BPI-ES, 86% para BPI-pBS e 73% para BPI-MS. Os compostos foram caracterizados por espectroscopia de RMN, Infravermelho e Ultravioleta-visível. A formação da mesofase foi avaliada através do desdobramento do sinal de RMN de 2 H em diferentes concentrações e nas temperaturas de 25o C e 50o C, bem como analisando as texturas das imagens de Microscopia Óptica de Luz Polarizada obtidas neste trabalho. Nas condições de temperatura e concentrações estudadas, observamos a formação da mesofase no sistema BPI-ES na solução aquosa a 0,2 M, indicando que este mesógeno poderia ser utilizado como meio de alinhamento para medidas anisotrópicas de RMN.
-
Mostrar Abstract
-
Lyotropic liquid crystals have been used, among other applications, as alignment media in Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) experiments to generate anisotropy in the sample. In this way, the anisotropic NMR observables, such as dipolar coupling, quadrupolar coupling and chemical shift anisotropy, can be partially recovered, providing new geometric information about the molecular structure. In this work, three bisperilenimides were synthesized with peripheral solubilizing agents, containing sulfonates, to form chromonic phases soluble in aqueous medium. The synthesis of these compounds was carried out from the conjugation of perylenetetracarboxylic dianhydride with: aminoethanesulfonic acid, sulphanilic acid and aminomethanesulfonic acid, forming di(ethanesulfonic) perylene-3,4,9,10- bis(dicarboximide) disodium (BPI-ES), di(p-benzenesulfonic) perylene-3,4,9,10-bis(dicarboximide) diimidazole (BPI- pBS) and di(methanesulfonic) perylene-3,4,9,10-bis(dicarboximide) disodium (BPIMS), respectively. The reaction yields were 74 % for BPI-ES, 86% for BPI-p-BS and 73 % for BPI-MS. The compounds were characterized by NMR, Infrared and Ultraviolet-visible spectroscopy. The formation of the mesophase was evaluated by splitting the 2 H NMR signal at different concentrations at 25o C and 50o C, as well as analysing the textures of Polarized Light Microscopy images obtained in this work. The studied conditions of temperature and concentrations studied, it was observed the formation of the mesophase in the BPI-ES system at 0.2 M aqueous solution, indicating that this mesogen could be used as an alignment medium for anisotropic NMR measurements.
|
|
18
|
-
RENATA PEREIRA DA SILVA
-
Nanocatalisadores à base de cobre para a produção de hidrogênio via desidrogenação do borohidreto de sódio
-
Orientador : JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
MARIANA PAOLA CABRERA
-
JARLEY FAGNER SILVA DO NASCIMENTO
-
Data: 29/09/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A produção de hidrogênio tem sido um campo de intensa investigação devido ao seu potencial como vetor energético limpo e versátil. Este trabalho se concentra na utilização de nanocatalisadores de cobre, baseados em estruturas metal-orgânicas (MOFs), para a produção de hidrogênio via desidrogenação do borohidreto de sódio. O objetivo principal é avaliar o potencial desses nanocatalisadores e compreender seu desempenho na reação de desidrogenação. O estudo inicia-se com a análise da eficiência dos nanocatalisadores de cobre/MOFs como promotores da reação de desidrogenação do borohidreto de sódio. Avaliações detalhadas incluem a determinação dos rendimentos, taxas de formação e a frequência de rotação (TOF) em diferentes temperaturas (25 °C, 35 °C e 45 °C). Além disso, é investigada a viabilidade de reutilização dos nanocatalisadores/MOFs, visando avaliar a sua atividade catalítica em ciclos consecutivos. Outro ponto de interesse é a avaliação da estabilidade dos nanocatalisadores/MOFs em um meio alcalino. Este estudo oferece uma contribuição significativa para a pesquisa em produção de hidrogênio, ao explorar os nanocatalisadores de cobre/MOFs na desidrogenação do borohidreto de sódio. As caracterizações em FTIR dos catalisadores/MOFs foram realizadas antes e depois da reação de hidrólise, para observar ou identificar mudanças na estrutura molecular e em ligações químicas. Todas as análises foram conduzidas em triplicata para reduzir erros sistemáticos e determinar o desvio padrão dos resultados obtidos. A estabilidade catalítica foi um ponto de destaque na análise dos ciclos de reutilização do catalisador/MOF. Notou-se que, embora o Cu-BDC tenha mantido uma produção estável do segundo ao quinto ciclo, o ponto negativo dessa estabilidade tornou-se evidente no primeiro ciclo. Além disso, a introdução de NaOH no sistema apresentou um efeito inesperado, resultando em uma drástica queda na produção de hidrogênio.
-
Mostrar Abstract
-
A produção de hidrogênio tem sido um campo de intensa investigação devido ao seu potencial como vetor energético limpo e versátil. Este trabalho se concentra na utilização de nanocatalisadores de cobre, baseados em estruturas metal-orgânicas (MOFs), para a produção de hidrogênio via desidrogenação do borohidreto de sódio. O objetivo principal é avaliar o potencial desses nanocatalisadores e compreender seu desempenho na reação de desidrogenação. O estudo inicia-se com a análise da eficiência dos nanocatalisadores de cobre/MOFs como promotores da reação de desidrogenação do borohidreto de sódio. Avaliações detalhadas incluem a determinação dos rendimentos, taxas de formação e a frequência de rotação (TOF) em diferentes temperaturas (25 °C, 35 °C e 45 °C). Além disso, é investigada a viabilidade de reutilização dos nanocatalisadores/MOFs, visando avaliar a sua atividade catalítica em ciclos consecutivos. Outro ponto de interesse é a avaliação da estabilidade dos nanocatalisadores/MOFs em um meio alcalino. Este estudo oferece uma contribuição significativa para a pesquisa em produção de hidrogênio, ao explorar os nanocatalisadores de cobre/MOFs na desidrogenação do borohidreto de sódio. As caracterizações em FTIR dos catalisadores/MOFs foram realizadas antes e depois da reação de hidrólise, para observar ou identificar mudanças na estrutura molecular e em ligações químicas. Todas as análises foram conduzidas em triplicata para reduzir erros sistemáticos e determinar o desvio padrão dos resultados obtidos. A estabilidade catalítica foi um ponto de destaque na análise dos ciclos de reutilização do catalisador/MOF. Notou-se que, embora o Cu-BDC tenha mantido uma produção estável do segundo ao quinto ciclo, o ponto negativo dessa estabilidade tornou-se evidente no primeiro ciclo. Além disso, a introdução de NaOH no sistema apresentou um efeito inesperado, resultando em uma drástica queda na produção de hidrogênio.
|
|
19
|
-
LEDJANE MARIA ALVES OLIVEIRA
-
"ESTUDO E CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE RESÍDUOS FOTOVOLTAICOS OBTIDOS POR SEPARAÇÃO MECÂNICA"
-
Orientador : NATHALIA BEZERRA DE LIMA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
NATHALIA BEZERRA DE LIMA
-
MARIA SUELY COSTA DA CÂMARA
-
JOSÉ FERNANDO DAGNONE FIGUEIREDO
-
Data: 25/10/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
As mudanças climáticas são desafios para o nosso modo de vida, consumo e produção. Dentre as várias soluções apontadas, temos a transição energética em busca de energias mais limpas e renováveis como a energia solar. A capacidade instalada prevista de energia fotovoltaica para 2050 é de 5.000 GW. No entanto, o aumento da energia solar resulta em aumento significativo nos resíduos fotovoltaicos até 2050, estima-se que entre 60 e 78 milhões de toneladas. A reciclagem desses materiais é essencial para uma gestão ambientalmente adequada. Identificar e caracterizar quimicamente os componentes dos painéis solares é crucial para avaliar a pureza e viabilidade da reciclagem, aumentando o valor econômico das matérias-primas recuperáveis e promovendo uma economia circular. Atualmente, existem grupos de pesquisa e empresas desenvolvendo processos de separação dos materiais fotovoltaicos, utilizando técnicas físicas, químicas e tecnologias avançadas de separação. Em virtude do cenário supracitado, esse trabalho identificou e caracterizou quimicamente e cristalograficamente materiais fotovoltaicos separados mecanicamente na indústria de reciclagem, utilizando técnicas de Espectroscopia de Fluorescência de Raios-X e Difração de Raios-X, analisando o nível de pureza de cada componente e sua alteração estrutural após o processo de reciclagem, a fim de permitir, posteriormente, uma reinserção adequada desses materiais em diversos segmentos da indústria. Os resultados indicam que ao submeter materiais fotovoltaicos a um processo mecânico de separação, ocorre contaminação e alteração das características físico-químicas dos materiais. No entanto, no caso do EVA, que contém maiores quantidades de outro materiais como vidro e semicondutores agregados, a redução do tamanho das partículas resulta em uma maior pureza do material.Em relação à presença de metais pesados que poderiam contaminar o meio ambiente, a aplicação adicional de métodos de separação magnética ou uso de técnicas baseadas na densidade permitem uma significativa redução na concentração desses metais.
-
Mostrar Abstract
-
Climate change challenges our way of life, consumption and production. Among the various solutions that have been suggested, we have the energy transition in search of cleaner, renewable energies such as solar power. The expected installed capacity of photovoltaic energy by 2050 is 5,000 GW. However, the increase in solar energy will result in a significant increase in photovoltaic waste by 2050, estimated between 60 and 78 million tons. Recycling said materials is essential for environmentally proper management. Identifying and chemically characterizing the components of solar panels is crucial for assessing the purity and feasibility of recycling, increasing the economic value of recoverable raw materials and promoting a circular economy. There are currently research groups and companies developing separation processes for photovoltaic materials, using physical and chemical techniques and advanced separation technologies. Due to the aforementioned scenario, the present work identified and chemically and crystallographically characterized mechanically separated photovoltaic materials in the recycling industry, using X-ray Fluorescence Spectroscopy and X-ray Diffraction techniques, analyzing the level of purity of each component and its structural alteration after the recycling process, in order to subsequently enable the appropriate reinsertion of the materials in various segments of the industry. The results indicate that when photovoltaic materials are subjected to a mechanical separation process, contamination occurs and the physical-chemical characteristics of the materials are altered. However, in the case of EVA, which contains greater quantities of other materials such as glass and aggregated semiconductors, the reduction in particle size results in greater purity of the material. With regard to the presence of heavy metals that could contaminate the environment, the additional application of magnetic separation methods or the use of density-based techniques allows for a significant reduction in the concentration of these metals.
|
|
20
|
-
JOSEFA LUANA DA SILVA SOUSA
-
SÍNTESE MECANOQUÍMICA DE GRAFENO NITROGENADO: IMPACTO EM CULTIVAR MODELO NA ADMINISTRAÇÃO DE MACROELEMENTOS
-
Orientador : PETRUS D AMORIM SANTA CRUZ OLIVEIRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ETELINO JOSÉ MONTEIRO VERA CRUZ FEIJÓ DE MELO
-
PETRUS D AMORIM SANTA CRUZ OLIVEIRA
-
RICARDO SCHNEIDER
-
Data: 24/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O Grafite é usado na agricultura mecanizada como lubrificante natural. O pó de grafite é adicionado às sementes com o único objetivo de reduzir o atrito com os mecanismos das semeadoras mecânicas. Neste estudo desenvolveu-se um sistema para fazer a esfoliação direta do pó de grafite Grafsolo® (Nacional de Grafite Ltda.) sob alta pressão de nitrogênio para obtenção de grafeno de poucas camadas (FLG) com incorporação de nitrogênio nas bordas, com vistas a agregar valor com a funcionalização do material lubrificante. Dentre N, P, K, o nitrogênio foi escolhido como macroelemento modelo, e um sistema de cultivo indoor completo foi projetado e automatizado para escolha de uma cultivar modelo como um ideótipo de planta para os ensaios. A partir dos parâmetros estabelecidos, o quiabo do tipo santa cruz foi escolhido como cultivar modelo, e os primeiros ensaios foram planejados e executados neste projeto de mestrado. Essa abordagem estabeleceu uma prova de conceito para a introdução de nitrogênio via alta pressão, enquanto aderiu a um processo livre de solventes e ambientalmente amigável. Como matéria-prima, a escolha do Grafsolo® foi estratégica, pois esse tipo de grafite em pó é amplamente utilizado em diversos cultivos pela agroindústria, sendo comercialmente disponível, o que favorece a viabilidade do escalonamento de produção. Com foco na aplicação agrícola, a pesquisa explorou a utilização do grafeno nitrogenado como revestimento de sementes de quiabo do tipo santa cruz 47 (ISLA Sementes Ltda.) durante o plantio, visando disponibilizar mais nitrogênio como macronutriente primário. Para isso, foram realizadas otimizações no sistema de moagem para obtenção do grafeno nitrogenado, assim como no sistema de cultivo indoor, garantindo um ambiente em condições similares ao natural para a germinação das sementes. A caracterização detalhada do material foi conduzida por meio de Espectroscopia de Infravermelho (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA) e Análise Térmica Diferencial (DTA). Com base nos resultados obtidos, através das análises de FTIR foi verificada a eficiência da esfoliação do grafite e presença de nitrogênio, bem como nas imagens de MEV, demonstrando a viabilidade da produção de grafeno nitrogenado por meio do método mecanoquímico de alta pressão.
-
Mostrar Abstract
-
Graphite is used in mechanized agriculture as a natural lubricant. Graphite powder is added to the seeds with the sole aim of reducing friction with the mechanics of mechanical seeders. In this study, a system was developed to perform the direct exfoliation of graphite powder Grafsolo® (Nacional de Grafite Ltda.) under high nitrogen pressure to obtain few-layer graphene (FLG) with the incorporation of nitrogen at the edges to add value with the functionalization of the lubricating material. Among N, P, and K, Nitrogen was chosen as a macroelement model, and an entire indoor cultivation system was designed and automated to choose a cultivar model as a plant ideotype for the tests. Based on the established parameters, santa cruz okra was chosen as a cultivar model, and the first trials were planned and carried out at this master's project. This approach established a proof of concept (PoC) for introducing high-pressure nitrogen while adhering to a solvent-free and environmentally friendly process. As a raw material, the choice of Grafsolo® was strategic, as this type of powdered graphite is widely used in various crops by the agroindustry and is commercially available, which favors the feasibility of scaling production. Focusing on agricultural applications, the research explored nitrogenous graphene as a coating for okra seeds of the santa cruz 47 type (ISLA Sementes Ltda.) during planting, aiming to provide more nitrogen as a primary macronutrient. For this, optimizations were carried out in the milling system to obtain nitrogenous graphene and the indoor cultivation system, guaranteeing an environment in conditions similar to the natural one for seed germination. The detailed characterization of the material was conducted using infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), and differential thermal analysis (DTA). Based on the results obtained, the efficiency of graphite exfoliation and the presence of nitrogen were verified through FTIR analysis. SEM images demonstrated the viability of producing nitrogenous graphene using the high-pressure mechanochemical method.
|
|
21
|
-
EWELLYN SILVA SOUZA
-
Materiais Carbonáceos modificados com óxidos de metais de transição para aplicação em sistemas de armazenamento de energia.
-
Orientador : ANDRE GALEMBECK
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANDRE GALEMBECK
-
GILBERTO AUGUSTO DE OLIVEIRA BRITO
-
JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
Data: 30/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Nos últimos anos, a indústria automobilistica tem requerido baterias chumboácido mais eficientes e mais confiáveis. Esta demanda decorre da utilização de sistemas elétricos que cumprem uma série de funções nos veículos, visando aumentar a comodidade do usuário e de dispositivos para reduzir o consumo de combustível. Um exemplo é a tecnologia start-stop que desliga o motor à combustão quando o veículo pára. As baterias utilizadas nestes veículos devem ser robustas e eficientes o suficiente para suportar um grande número de partidas do motor e manter os sistemas elétricos em funcionamento durante as paradas. Para acompanhar as demandas, a indústria de baterias vem, constantemente, introduzindo aprimoramentos aos acumuladores de energia. Como exemplo, podem ser citados alguns dos novos aditivos aplicados aos eletrodos negativos, tais como carbonos de alta área específica. Em geral, estes carbonos facilitam os processos de carga e descarga da bateria devido a uma série de modificações nas características do eletrodo negativo, facilitando a aceitação de carga da bateria. No entanto, muitos destes carbonos favorecem a reação de evolução de H2 no eletrodo negativo da bateria, elevando o consumo d’água e reduzindo a vida útil do dispositivo. Como uma estratégia de melhorar o desempenho de aceitação de carga e reduzir o consumo d’água, a proposta aqui apresentada é a modificação de carbonos com óxidos de metais com baixa corrente de troca para a reação de evolução de H2, tais como o Nb e o Zn. O óxido foi incorporado ao carbono em tratamento hidrotermal a partir da solução aquosa dos precursores metálicos solúveis, com posterior secagem e tratamento térmico em atmosfera inerte de N2. Os resultados obtidos em células chumbo-ácido de 5Ah de capacidade, mostraram que a modificação do carbono, promoveu uma redução considerável, cerca de 66%, na perda de água e um aumento significativo de eficiência na aceitação de carga, cerca de 89%, em comparação ao respectivo carbono sem a modificação. O carbono modificado apresentou características altamente desejáveis para aplicação como aditivo do eletrodo negativo de baterias chumbo-ácido e é uma estratégia a ser considerada para melhorar o desempenho e a eficiência deste tipo de acumulador.
-
Mostrar Abstract
-
In recent years, the automotive industry has required more efficient and reliable leadacid batteries. This demand arises from the use of electrical systems providing various functions to the vehicles, aiming to enhance the driver convenience and some systems to reduce fuel consumption. An example is the start-stop technology that shuts off the combustion engine when the vehicle stops. The batteries used in these vehicles must be robust and efficient enough to withstand numerous engine ignition and keep the electrical systems operational during stops. To meet these demands, the battery industry has been constantly introducing developments to the lead-acid accumulators. For instance, some of the new additives applied to the negative electrodes, such as high specific surface area carbons. Generally, these carbons facilitate the battery's charging and discharging processes due to various modifications in the negative electrode characteristics, which improves the battery charge acceptance. However, many of these carbons increases the evolution of H2 on the negative electrode, increasing water consumption and reducing the device's lifespan. As a strategy to improve charge acceptance performance and reduce the water consumption, it is proposed here the carbon modification with low exchange current for the H2 evolution reaction metal oxides such as Nb and Zn. The oxide was incorporated into the carbon through a hydrothermal treatment using an aqueous solution of soluble metal precursors, followed by drying and thermal treatment in N2 atmosphere. The results obtained in 5 Ah lead-acid cells showed that the carbon modification led to a considerable reduction, approximately 66%, in water loss and a significant increase in charge acceptance efficiency, approximately 89%, compared to the respective pristine carbon. The modified carbon exhibited highly desirable characteristics for application as an additive to the negative electrode of lead-acid batteries and is a strategy to be considered for improving the performance and efficiency of this type of accumulator.
|
|
22
|
-
DOUGLAS GOMES DA SILVA
-
ASSIMETRIA DE COORDENAÇÃO E SEU EFEITO NA INTENSIFICAÇÃO DA LUMINESCÊNCIA DE COMPLEXOS TERNÁRIOS DE EURÓPIO
-
Orientador : SIMONE MARIA DA CRUZ GONCALVES
-
MEMBROS DA BANCA :
-
SIMONE MARIA DA CRUZ GONCALVES
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
IVANI MALVESTITI
-
Data: 05/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os complexos ternários de európio, coordenados com ligantes β-dicetonatos, apresentam propriedades luminescentes quando expostos à radiação ultravioleta, sendo utilizados em diversas aplicações, como termômetros luminescentes, marcadores biológicos e diodos inorgânicos. No estudo de rotas sintéticas eficientes de complexos ternários de európio, destaca-se a Síntese Rápida, trabalho desenvolvido no Lom, com bons rendimentos e menores tempo de obtenção dos complexos. Um passo adiante nesta metodologia, foi o emprego de um reator de micro-ondas, que proporcionou uma abordagem mais sustentável com tempos de síntese ainda menores e maior pureza dos produtos. Além disto, nosso grupo constatou que a ordem de adição dos ligantes e a introdução de ligantes "quebradores de simetria" revelaram-se cruciais para intensificar a eficiência quântica da luminescência. Portanto, o interesse atual se concentra na exploração de propriedades de luminescência de complexos de európio com outros ligantes quebradores de simetria, adaptação da metodologia da Síntese Rápida via One Pot para reator de micro-ondas, empregando de diferentes sais de európio. Nesta dissertação, foram sintetizados complexos ternários luminescentes de európio, num reator de micro-ondas, com um e dois ligantes quebradores de simetria, que possuem, respectivamente, as seguintes fórmulas gerais: [EuX(β)2(L)2] e [EuX2(β)(L)3], onde X = Cl- ou NO3-, β = BTFA (4,4,4-trifluoro-1-fenilbutano-1,3-dionato) ou TTA (4,4,4-trifluoro-1-tiofen-2-il-butano-1,3-dionato) e L = TPPO (óxido de trifenilfosfina) ou PTSO (p-toluilsulfóxido). Neste trabalho avaliamos a influência dos ligantes Cl- e NO3- na estrutura dos complexos, seus rendimentos de síntese e eficiência quântica de luminescência (h%). Nossos resultados mostraram que de modo geral os complexos com o ligante Cl- possuem rendimentos de síntese superiores aos seus complexos correspondentes com o ligante NO3-, como no caso dos complexos [EuCl2(BTFA)(TPPO)3] e [Eu(NO3)2(BTFA)(TPPO)3] que apresentaram rendimentos de síntese de 91% e de 40%, respectivamente. A fim de entender a tendência encontrada experimentalmente, foram realizados cálculos computacionais das propriedades termodinâmicas, que corroboraram com os resultados experimentais, pois, ao avaliar a substituição de ligantes iônicos Cl- ou NO3- por um ou dois ligantes TTA ou BTFA, a variação da energia livre de Gibbs (ΔG) aponta que as sínteses dos complexos com Cl- são energeticamente mais favoráveis que as demais com NO3-. Já no que se refere aos resultados das propriedades de luminescência, a presença do ligante nitrato no complexo foi o fator impulsionador mais importante no aumento da eficiência quântica, seguido pela presença do ligante BTFA, como nos complexos [Eu(NO3)(BTFA)2(TPPO)2] (h = 57%), [Eu(NO3)2(BTFA)(TPPO)3] (h = 52%), [EuCl(BTFA)2(TPPO)2] (h = 51%) e [EuCl2(BTFA)(TPPO)3] (h = 49%). Já a ausência do ligante nitrato ou cloreto levou à menores valores de eficiência quântica, como no complexo com três b-dicetonatos: [Eu(BTFA)3(TPPO)2] (h = 34%). Os resultados apontam que os ligantes inorgânicos parecem quebrar a simetria esférica do complexo, levando a uma intensificação da luminescência. Nosso estudo contribuiu para: o desenvolvimento de rotas sintéticas mais simples e econômicas, por procedimentos de micro-ondas, e estratégias de design para aumentar a luminescência em complexos de európio coordenados a ligantes β-dicetonatos utilizando ligantes inorgânicos.
-
Mostrar Abstract
-
The europium ternary complexes, coordinated with β-diketonate ligands, exhibit luminescent properties under ultraviolet radiation and find applications as luminescent thermometers, biological markers, and inorganic diodes. Highlighting the efficient synthetic routes, the Faster Synthesis method, developed at Lom, demonstrates high yields and reduced complex acquisition times. Advancing this methodology, the use of a microwave reactor results in a more sustainable approach with even shorter synthesis times and enhanced product purity. Our findings emphasize the crucial role of ligand addition order and the introduction of "symmetry-breaking" ligands in intensifying luminescence quantum efficiency. Current focus involves exploring luminescence properties with other symmetry-breaking ligands, adapting the Rapid Synthesis methodology to microwave reactors using different europium salts. In this dissertation, luminescent europium ternary complexes were synthesized in a microwave reactor with one or two symmetry-breaking ligands, with general formulas [EuX(β)2(L)2] and [EuX2(β)(L)3], where X = Cl- or NO3-, β = BTFA (4,4,4-trifluoro-1-phenylbutan-1,3-dionate) or TTA (4,4,4-trifluoro-1-thiophen-2-yl-butan-1,3-dionate), and L = TPPO (triphenylphosphine oxide) or PTSO (p-tolylsulfoxide). Our evaluation of Cl- and NO3- ligands' influence on complex structure, synthesis yields, and luminescence efficiency revealed generally higher yields with Cl- ligands, exemplified by [EuCl2(BTFA)(TPPO)3] and [Eu(NO3)2(BTFA)(TPPO)3] showing synthesis yields of 91% and 40%, respectively. Computational calculations of thermodynamic properties supported experimental results, indicating energetically favorable syntheses with Cl- ligands compared to NO3-. Luminescence property results highlighted the significant impact of the nitrate ligand on increased quantum efficiency, followed by the BTFA ligand in complexes such as [Eu(NO3)(BTFA)2(TPPO)2] (η = 57%), [Eu(NO3)2(BTFA)(TPPO)3] (η = 52%), [EuCl(BTFA)2(TPPO)2] (η = 51%), and [EuCl2(BTFA)(TPPO)3] (η = 49%). Conversely, the absence of nitrate or chloride led to lower quantum efficiency, as observed in the complex with three β-diketonates: [Eu(BTFA)3(TPPO)2] (η = 34%). These results indicate that inorganic ligands appear to disrupt the spherical symmetry of the complex, enhancing luminescence. Our study contributes to the development of simpler and more economical synthetic routes using microwave procedures and design strategies to enhance luminescence in europium complexes coordinated with β-diketonate ligands incorporating inorganic ligands.
|
|
|
Teses |
|
1
|
-
LILIAN KÁSSIA CAVALCANTE DA SILVA DE ASSIS
-
FABRICAÇÃO DE NANOESTRUTURAS EM FILME DE GRANADA DE ÍTRIO E FERRO PARA ESTUDO DE FENÔMENOS DE SPINTRÔNICA
-
Orientador : EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
ALVARO ANTONIO OCHOA VILLA
-
JOSE ANGELO PEIXOTO DA COSTA
-
ROBERTO LAZARO RODRIGUEZ SUAREZ
-
Data: 09/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O objetivo geral deste trabalho é Fabricar filmes de YIG nanoestruturados de qualidade para estudo de fenômenos de spintrônica. Especificamente Obter filmes de YIG pelo método químico úmido MOD, com qualidade suficiente para estudo de fenômenos de spintrônica. Fazer também estudo estrutural detalhado de cada sistema utilizando Microscopia Eletrônica de Alta Resolução (HREM) para verificar os efeitos de desordem superficial nas propriedades magnéticas nos sistemas nanométricos fabricados por nós. Fabricar fendas e guias sobre os filmes de YIG previamente fabricados, a partir de processo de nanousinagem por IBL em FIB para estudo dispersão da dinâmica de dispersão de ondas de spin. Produzir arranjos de nanoestruturas quadradas, circulares, retangulares alongadas nos filmes de YIG sobre Si (100) por processo EBL e IBL para estudo de fenômenos spintrônicos observados em filmes obtidos por técnicas convencionais. Utilizar de técnicas FIB e EBL para formação de estruturas híbridas feitas de filmes de YIG e platina para simulação de efeitos spintrônicos resultantes em dispositivos spintrônicos híbridos.
-
Mostrar Abstract
-
The general objective of this work is to manufacture quality nanostructured YIG films for the study of spintronics phenomena. Specifically Obtain YIG films by the MOD wet chemical method, with sufficient quality for the study of spintronics phenomena. Also make a detailed structural study of each system using High Resolution Electron Microscopy (HREM) to verify the effects of surface disorder on the magnetic properties in nanometric systems manufactured by us. Manufacture slits and guides on the previously manufactured YIG films, from a nanomachining process by IBL in FIB to study the dispersion of spin wave dispersion dynamics. To produce arrays of elongated square, circular, rectangular nanostructures in YIG films on Si (100) by EBL and IBL processes to study spintronic phenomena observed in films obtained by conventional techniques. Using FIB and EBL techniques to form hybrid structures made of YIG and platinum films to simulate spintronic effects resulting in hybrid spintronic devices.
|
|
2
|
-
ELIBE SILVA SOUZA
-
Nanocompósitos Baseados em Redes Metalorgânicas de Zinco como Suportes de Nanopartículas Metálicas: Catalisadores para Produção de Hidrogênio e Agentes Biocidas
-
Orientador : JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
-
JANILSON ALVES FERREIRA
-
JOANNA ELZBIETA KULESZA BARROS
-
LEONIS LOURENÇO DA LUZ
-
Data: 19/04/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A nanotecnologia, como um campo emergente, é amplamente utilizada nas áreas de geração de energia limpa e saúde pública, que são problemas globais atuais e relevantes a serem resolvidos. Nesse sentido, as nanopartículas metálicas (MNPs) foram extensivamente estudados por suas propriedades magnéticas, eletrônicas, ópticas, antimicrobianas e catalítica. A manipulação de MNPs para criar novos materiais com propriedades físico-químicas específicas desejadas tem se mostrado promissora. A combinação de MNPs com um nanomaterial poroso, como MetalOrganic Framework (MOF), suprime o principal problema das aplicações de MNPs, que é a agregação decorrente das elevadas energias de superfície. O presente trabalho apresenta a síntese e caracterização de nanocompósitos baseados em MOFs de zinco, [Zn₂(1,3-bdc)(Bzim)₂] e [Zn(mim)], como suporte para incorporação de MNPs (M= Cu, Ag ou Au) a fim de evitar agregação e melhorar as propriedades com relação as suas contrapartes. Para essa prova de conceito foram utilizados os métodos Ship in bottle e One-pot. Os materiais sintetizados foram caracterizados por DRX, MEV, FTIR, ICP-OES, TGA/DTA e BET. As MNPs foram caracterizadas por espectroscopia de absorção na região do UV-visível. As propriedades catalíticas dos materiais sintetizados foram avaliadas utilizando método de deslocamento de água, medindo-se o volume de gás de hidrogênio gerado na desidrogenação da molécula armazenadora de hidrogênio NH₃BH₃ com a dependência do tempo, variando temperatura e NaOH. As propriedades antibacterianas foram avaliadas a partir de testes pelo método de difusão em disco nas bactérias contra cepas de bactérias Grampositivas e Gram-negativas. A incorporação de MNPs pelos métodos utilizados não alterou a estabilidade e características cristalinas estruturais dos nanomateriais. Os nanocompósitos OP:AuNPs@Zn(mim) e OP:AgNPs@Zn(mim) se destacaram como catalisadores por apresentarem excelentes atividades catalíticas na hidrólise de NH₃BH₃, com elevadas taxas de geração de hidrogênio (1979,53 mL min-1 gAu-1 e 3352,71 mL min-1 gAg-1) e alta eficiência (69,16 % e 98,5%). As energias de ativação foram 19,6 KJ.mol-1 para OP:AuNPs@Zn(mim) e 38,13 kJ.mol-1 para OP:AgNPs@Zn(mim), que são menores do que para a maioria dos catalisadores contendo Au/Ag-MOF usados na hidrólise de NH₃BH₃ descritos em a literatura. Além disso, esses catalisadores revelaram boa estabilidade e reutilização, preservando 71,42 %, OP:AuNPs@Zn(mim), e 88,23 %, OP:AgNPs@Zn(mim), de suas atividades catalíticas iniciais após cinco ciclos. Como agentes biocidas, o suporte Zn₂(1,3-bdc) (Bzim)₂ impediu efetivamente a agregação de MNPs e as propriedades bactericidas dos nanocompósitos foram aprimoradas de até treze vezes maior que a nanopartícula sem o suporte metalorgânico e de até dezesseis vezes maior do que o antibiótico amoxicilina. Portanto, os materiais aqui apresentados se mostraram excelentes candidatos para produzir hidrogênio a partir de NH₃BH₃, em particular, OP:AgNPs@Zn(mim), com a combinação do método de síntese simples, baixa temperatura de reação, solvente ecologicamente correto, baixo teor de MNPs, custo relativamente baixo e condições moderadas de desidrogenação. Sob outra perspectiva, os nanocompósitos do suporte Zn₂(1,3-bdc) (Bzim)₂ com AgNPs e CuNPs se mostraram promissores como agentes biocidas, sendo mais econômicos e com baixo teor de MNPs.
-
Mostrar Abstract
-
Nanotechnology, as an emerging field, is widely used in the areas of clean energy generation and public health, which are current and relevant global problems to be solved. In this sense, metallic nanoparticles (MNPs) have been extensively studied for their magnetic, electronic, optical, antimicrobial and catalytic properties. The manipulation of MNPs to create new materials with specific desired physicochemical properties has shown promise. The combination of MNPs with a porous nanomaterial, such as Metal-Organic Framework (MOF), suppresses the main problem of MNP applications, which is the aggregation resulting from high surface energies. This work presents the synthesis and characterization of nanocomposites based on zinc MOFs, [Zn₂(1,3-bdc)(Bzim)₂] and [Zn(mim)], as support for the incorporation of MNPs (M= Cu, Ag or Au) in order to avoid aggregation and improve properties with respect to their counterparts. For this proof of concept, the Ship in bottle and One-pot methods were used. The synthesized materials were characterized by XRD, SEM, FTIR, ICP-OES, TGA/DTA and BET. MNPs were characterized by absorption spectroscopy in the UVvisible region. The catalytic properties of the synthesized materials were evaluated using the water displacement method, measuring the volume of hydrogen gas generated in the dehydrogenation of the hydrogen storage molecule NH₃BH₃ with the dependence of time, varying temperature and NaOH. Antibacterial properties were evaluated from disc diffusion tests on bacteria against Gram-positive and Gramnegative bacterial strains. The incorporation of MNPs by the methods used did not alter the stability and structural crystalline characteristics of the nanomaterials. The nanocomposites OP:AuNPs@Zn(mim) and OP:AgNPs@Zn(mim) stood out as catalysts for presenting excellent catalytic activities in the hydrolysis of NH₃BH₃, with high rates of hydrogen generation (1979.53 mL min-1 gAu- 1 and 3352.71 mL min-1 gAg- 1) and high efficiency (69.16% and 98.5%). The activation energies were 19.6 kJ.mol- 1 for OP:AuNPs@Zn(mim) and 38.13 kJ.mol-1 for OP:AgNPs@Zn(mim), which are lower than for most of the catalysts containing Au/Ag-MOF used in the hydrolysis of NH₃BH₃ described in the literature. Furthermore, these catalysts showed good stability and reuse, preserving 71.42%, OP:AuNPs@Zn(mim), and 88.23%, OP:AgNPs@Zn(mim), of their initial catalytic activities after five cycles. As biocidal agents, the Zn₂(1,3-bdc) (Bzim)₂ support effectively prevented the aggregation of MNPs and the bactericidal properties of the nanocomposites were enhanced up to thirteen times greater than the nanoparticle without the metalorganic support and up to sixteen times greater than the antibiotic amoxicillin. Therefore, the materials presented here proved to be excellent candidates to produce hydrogen from NH₃BH₃, in particular, OP:AgNPs@Zn(mim), with the combination of a simple synthesis method, low reaction temperature, environmentally friendly solvent, low content of of MNPs, relatively low cost and mild dehydrogenation conditions. From another perspective, the nanocomposites of the Zn₂(1,3-bdc) (Bzim)₂ support with AgNPs and CuNPs showed promise as biocidal agents, being more economical and with a low content of MNPs.
|
|
3
|
-
JOÃO RICARDO PEREIRA DA SILVA
-
COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DE QUITOSANA E CIMENTO PORTLAND: PRODUÇÃO, ANÁLISE DE INTERAÇÕES ESTRUTURAIS E PROPRIEDADES DE INTERESSE NA CONSTRUÇÃO CIVIL
-
Orientador : PATRICIA MARIA ALBUQUERQUE DE FARIAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
JOSE ANGELO PEIXOTO DA COSTA
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
YÊDA VIEIRA PÓVOAS
-
Data: 11/05/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A construção civil exerce função importante no consumo de energia em todo o mundo e influência, de forma significativa, o consumo total de recursos naturais e as emissões de CO2. A utilização de materiais renováveis está intrinsecamente relacionada à pesquisa e à inovação. A reutilização, a reciclagem, bem como o desenvolvimento de novos materiais e a descoberta de novas aplicações para materiais renováveis já conhecidos, podem contribuir de maneira expressiva para o desenvolvimento sustentável. A quitosana (CS) é um biopolímero com uma estrutura química e características únicas aliadas à sua farta disponibilidade como derivado da quitina, fazem com que suas possibilidades de aplicação nos mais diferentes campos tecnológicos, tenha se expandido consideravelmente. No presente trabalho, a utilização da quitosana para produção de compósitos cimentícios é apresentada e discutida. A influência da quitosana incorporada nos compósitos por meio de teores ótimos foi avaliada. Os teores de quitosana incorporados na dosagem foram 0,1%; 0,3% e 0,4%, com relação à massa de cimento. Também nos concretos e nas argamassas, foram realizados testes de resistência à compressão e consistência. As microestruturas foram examinadas utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e TG/DSC. Como resultado, o pó de CS não apenas tem um efeito físico na hidratação do cimento, mas também, tem um efeito químico influenciando na quantidade e no tipo de hidratos formados. Também, são apresentadas relações entre água quimicamente ligada, influência do material cimentício suplementar na hidratação do cimento e durabilidade. Nenhum efeito adverso foi observado no comportamento microestrutural dos compósitos devido à substituição do cimento por pó de CS. Os resultados apresentaram-se favoráveis à incorporação da quitosana (até 0,4% de substituição), sendo positivos quanto às propriedades mecânicas e durabilidade para a maioria das técnicas utilizadas, o que indica fortemente que a quitosana pode ser considerada como material promissor a ser incorporado na produção de concreto.
-
Mostrar Abstract
-
Civil construction plays an important role in energy consumption worldwide and significantly influences the total consumption of natural resources and CO2 emissions. The use of renewable materials is intrinsically related to research and innovation. Reuse, recycling, as well as the development of new materials and the discovery of new applications for already known renewable materials, can significantly contribute to sustainable development. Chitosan (CS) is a biopolymer with a unique chemical structure and characteristics, combined with its abundant availability as a derivative of chitin, which means that its application possibilities in the most different technological fields have expanded considerably. In the present work, the use of chitosan for the production of cementitious composites is presented and discussed. The influence of chitosan incorporated in the composites through optimal levels was evaluated. The chitosan contents incorporated in the dosage were 0.1%; 0.3% and 0.4%, in relation to the cement mass. Also in concrete and mortar, compressive strength and consistency tests were carried out. The microstructures were examined using scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and TG/DSC. As a result, CS powder not only has a physical effect on cement hydration, but also has a chemical effect influencing the amount and type of hydrates formed. Also, relationships between chemically bound water, influence of supplementary cementitious material on cement hydration and durability are presented. No adverse effect was observed on the microstructural behavior of the composites due to the replacement of cement by CS powder. The results were favorable to the incorporation of chitosan (up to 0.4% substitution), being positive in terms of mechanical properties and durability for most of the techniques used, which strongly indicates that chitosan can be considered as a promising material to be incorporated in the production of concret.
|
|
4
|
-
JOSÉ AUGUSTO DE ALMEIDA NASCIMENTO
-
NANOCOMPÓSITOS BIODEGRADÁVEIS À BASE DE AMIDO DE ARARUTA E POLI(ÁLCOOL VINÍLICO) PARA APLICAÇÃO EM EMBALAGENS ATIVAS
-
Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EVANDO SANTOS ARAÚJO
-
NELSON CÁRDENAS OLIVIER
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
SARA HORACIO DE OLIVEIRA MACIEL
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 23/05/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Blendas poliméricas biodegradáveis têm sido amplamente estudadas devido ao seu potencial de reduzir o impacto ambiental causado por materiais não biodegradáveis. O amido de araruta (AMD) e o poli(álcool vinílico) (PVA), são polímeros de interesse devido as suas propriedades biodegradáveis, baixo impacto ambiental, baixo custo e fácil manuseio. O presente trabalho foi dividido em duas partes. A primeira parte consistiu no desenvolvimento e caracterização de filmes e blendas de PVA e AMD, avaliando o efeito do glicerol (_G) em diferentes proporções como plastificante. A adição de glicerol melhorou as propriedades mecânicas das blendas, aumentando a elongação na ruptura em até 667%. Por outro lado, a presença do plastificante afetou negativamente outras propriedades, aumentando a permeabilidade ao vapor de água (WVP), solubilidade e características hidrofílicas, reduziu a estabilidade térmica e o índice de cristalinidade. As blendas à base de AMD/PVA sem adição de glicerol apresentaram melhores propriedades físico-químicas, indicando forte interação química entre os dois tipos de cadeias poliméricas (segundo análise FTIR) e uma morfologia homogênea (análise morfológica por MEV). Em geral, a diminuição do teor de AMD melhorou as propriedades mecânicas e a WVP, tornando o filme menos hidrofílico. Em conclusão, os filmes e blendas à base de AMD/PVA preparados por casting, com ou sem glicerol, são materiais biodegradáveis adequados para aplicações em embalagens. Diante do exposto, a blenda polimérica PVA/AMD (50/50) sem plastificante, foi selecionada para estudos posteriores na incorporação de nanopartículas para a produção de embalagens ativas. A segunda parte do trabalho refere-se a síntese e caracterização de nanopartículas de quitosana contendo ácido ascórbico (NPchi_AA), e na preparação e caracterização de filmes nanocompósitos (NC) à base da blenda PVA/AMD (50/50) incorporados com NPchi_AA. As NPchi_AA foram obtidas pelo método de gelificação iônica e caracterizadas quanto ao tamanho, estabilidade das suspensões, morfologia e atividade antioxidante. Para as NPchi_AA, os resultados por espalhamento de luz dinâmico (DLS) e MEV indicaram morfologia homogênea, forma esférica e tamanho de ~240 nm. A medida do potencial zeta indicou boa estabilidade da suspensão. Os filmes NC, assim como as NPchi_AA, foram avaliados quanto às suas atividades antioxidante pelas análises DPPH (2,2- difenil- 1- picril-hidrazil) e FRAP (Poder Antioxidante em Reduzir o Ferro). Os resultados mostraram que ambos se apresentaram como fortes agentes antioxidantes, sendo promissores para serem utilizados como embalagens ativas antioxidantes para alimentos.
-
Mostrar Abstract
-
BLENDAS POLIMÉRICAS: INTERAÇÕES E PROPRIEDADES
|
|
5
|
-
JESSICA ITAIANE RAMOS DE SOUZA
-
PROPRIEDADES TOPOLÓGICAS DAS REDES DE LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO NA ÁGUA EM DIFERENTES CONDIÇÕES
-
Orientador : RICARDO LUIZ LONGO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
MARCIA CRISTINA BERNARDES BARBOSA
-
DENYS EWERTON DA SILVA SANTOS
-
FILIPE DA SILVA LIMA
-
RICARDO LUIZ LONGO
-
SERGIO WLADEMIR DA SILVA APOLINARIO
-
Data: 01/06/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
A água líquida não-confinada (bulk) e confinada apresentam arranjos moleculares estruturados que estão relacionados às suas propriedades incomuns (ou “anômalas”). Essas características são atribuídas à estrutura e dinâmica das redes de ligações de hidrogênio formadas e mantida por essa interação intermolecular dominante. As propriedades dessas redes foram investigadas por descritores topológicos de redes complexas (binárias e ponderadas) e por estatísticas de ilhas para a água bulk em temperaturas entre 0 e 100 °C e da água confinada em micelas reversas. A água nessas diferentes condições foi simulada com métodos de Metropolis Monte Carlo e de dinâmica molecular com os modelos de potencial TIP4P/2005 e TIP3P, respectivamente. Para a água bulk em diferentes temperaturas, as redes de ligações de hidrogênio são percoladas, mas o descritor semiglobal de comprimento médio de caminho, L, apresentou uma distribuição trimodal, cujas áreas são dependentes da temperatura. Considerando o equilíbrio entre esses três conjuntos de redes, a entalpia e a entropia padrão de equilíbrio foram determinadas pela primeira vez, fornecendo propriedades termodinâmicas das heterogeneidades estruturais da água líquida com perspectivas interessantes para modelar essas propriedades quantitativas das redes de ligações de hidrogênio. Para a água confinada uma distribuição bimodal de L foi observada apenas para a água confinada na micela maior ( ), cujo comportamento se assemelha ao da água bulk. A água nos três confinamentos com 22,2, 15,4 e 2,2 exibem características de redes de pequeno mundo (small-world), pois apresentaram L comparável à da rede aleatória correspondente, enquanto o coeficiente de agregação é muito maior que aquele da rede aleatória. Em especial, a água confinada na micela menor ( ), mostrou traços de uma subclasse de redes de pequeno mundo, larga-escala (broad-scale) e apresentou uma restrição significativa nas ligações de hidrogênio formadas. Com exceção do comprimento de caminho, L, as propriedades topológicas das redes binárias e ponderadas de todos os sistemas estudados apresentam comportamentos similares.
-
Mostrar Abstract
-
Bulk and confined liquid water exhibit highly structured molecular arrangements related to their unusual (or "anomalous") properties. These characteristics are attributed to the structure and dynamics of the hydrogen bonding networks formed and maintained by this dominant intermolecular interaction. In this work, we performed a topological analysis based on complex networks (binary and weighted) and island statistics of hydrogen bonding networks of bulk water at different temperatures and of water confined in reverse micelles. The influence of temperature on liquid water structures and the effect of confinement on the topological properties of hydrogen bonding networks we investigated using Metropolis Monte Carlo and molecular dynamics simulations with TIP4P/2005 and TIP3P potential models, respectively. For bulk water at different temperatures, results showed that, at all temperatures evaluated, the hydrogen bonding network in water has a characteristic topology of a percolated network. However, the semi-global path length descriptor, L, shows a trimodal distribution with temperature-dependent areas. Considering the equilibrium between these three sets of networks, the standard enthalpy and entropy of equilibrium were determined for the first time, providing new insights into the structural heterogeneities of liquid water with exciting perspectives for modeling these quantitative properties of hydrogen bonding networks. For confined water, a bimodal distribution of L was observed only for water confined in the larger micelle , whose behavior is similar to bulk water. The water in the three confinements studied here exhibit characteristics of small-world networks, as they presented e . In particular, the water confined in the smaller micelle ( ) showed traces of a subclass of small-world networks, large-scale (broad-scale), and showed a significant restriction in the hydrogen bonds formed. Except for the path length, L, the topological properties of binary and weighted networks of all the systems studied here show similar behavior.
|
|
6
|
-
DAIANE DE SOUZA CARVALHO
-
SÍNTESE E APLICAÇÃO DE GÉIS POLIMÉRICOS COMO MEIOS DE ALINHAMENTO EM RMN
-
Orientador : ARMANDO JUAN NAVARRO VAZQUEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
MASSIMO LAZZARI
-
ARMANDO JUAN NAVARRO VAZQUEZ
-
JUAN CARLOS FUENTES-MONTEVERDE
-
VICTOR MANUEL SANCHEZ PEDREGAL
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
Data: 21/07/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Três polímeros reticulados foram preparados neste trabalho, a saber, poly-N,Ndimetilacrilamida/acrilonitrila (p-DMA/AN), poly (acrilonitrila/ácido 2-acrilamida-2-metil-1-propano sulfônico) (p-AN/AMPS) e poliestireno (PS) por meio de síntese radicalar. Estes polímeros foram intumescidos em uma variedade de solventes fornecendo diferentes géis poliméricos. Todos eles puderam ser comprimidos mecanicamente, de forma reversível, gerando a anisotropia necessária para serem empregados como meios de alinhamento de RMN para a medição de parâmetros anisotrópicos de RMN, como os acoplamentos dipolares residuais (RDCs) ou as anisotropias do deslocamento químico residual (RCSAs), parâmetros que foram posteriormente aplicados para fins de elucidação estrutural de pequenas moléculas. O copolímero p-DMA/AN pôde ser intumescido eficientemente nos solventes orgânicos polares acetonitrila-d3 e metanol-d4, enquanto o copolímero iônico p-AN/AMPS foi compatível com D2O. Por outro lado, o polímero PS pôde ser intumescido em tolueno, dioxano, tetrahidrofurano e clorofórmio. A avaliação inicial do comportamento de RMN desses géis realizou-se através da medição da divisão quadrupolar dos solvente deuterados em experimentos de RMN de 2H após compressão mecânica. O comportamento de todos esses géis como meio de alinhamento de RMN foi estudado em diferentes moléculas orgânicas. Os géis de p-DMA/AN foram testados nos produtos naturais α-santonin e brucina, enquanto foram empregadas as moléculas de sacarose, 5-norbornen-2-ol, azidotimidina (AZT) e cefuroxima para os géis de p-AN/AMPS. Finalmente, o gel de PS foi testado usando a molécula de brucina. RDCs de próton-carbono e RCSAs de carbono para todas essas moléculas foram extraídos com a ajuda de experimentos 1H-13C HSQC bidimensionais e experimentos unidimensionais {1H}-13C, respectivamente. Esses dados foram ajustados a modelos moleculares tridimensionais usando o método de decomposição de valor singular e a qualidade do ajuste foi expressa em termos do desvio quadrático médio escalado Q. O gel p-DMA/na apresentou bom desempenho para a medição de RDCs em acetonitrila-d3 e metanol-d4. Para as moléculas de α-santonina e brucina em acetonitrila- d3, os RDCs foram medidos em uma faixa de -14,4 a 5,4 Hz (Q=0,011). e -9,9 a 23,0 Hz (Q=0,047). Em metanol-d4, a brucina forneceu RDCs em uma faixa de -15,1 a 15,9 Hz (Q=0,069). Em todos os casos, o diastereoisômero correto pôde ser determinado dentre o conjunto de diastereoisômeros correspondentes. No entanto, quer em acetonitrila-d3, quer em metanol-d4, os 13C-RCSAs extraídos não tiveram precisão suficiente para serem aplicados à discriminação de diastereoisômeros devido à largura excessiva dos sinais. O gel p-AN/AMPS teve um bom desempenho na medição de RDCs em D2O, conforme testado nas moléculas de sacarose e 5-norbornen-2-ol. Valores de RDC na faixa de -8,0 a 11,0 Hz foram obtidos para sacarose, correspondendo a um fator Q de 0,016 para o melhor modelo conformacional, enquanto para 5-norbornel-2-ol foram obtidos RDCs entre -14,7 a 30,9 Hz (Q=0,069). Por fim, o gel de poliestireno obtido a partir do intumescimento em tolueno-d8 forneceu valores precisos de RDCs e RCSAs, como foi testado para a molécula de brucina com valores de RDC e RCSA, nas faixas de -13,0 a 8,0 Hz e 0,057 a 0,120 ppm, respectivamente. O ajuste desses valores de RDCs e RCSAs forneceu fatores Q de 0,052 e 0,076, respectivamente.
-
Mostrar Abstract
-
Neste trabalho foram desenvolvidos dois novos géis poliméricos aplicados à RMN em meios orientados para o estudo da elucidação estrutural de moléculas orgânicas pequenas a partir de parâmetros anisotrópicos, como o acoplamento dipolar residual (RDC) e anisotropia do deslocamento químico residual (RCSA). A eficiência do gel de N,N-dimetilacrilamida/acrilonitrila (DMA/AN), compatível com acetonitrila-d3 e metanol-d4 como meio de alinhamento, foi testada usando as moléculas α-santonina e brucina. O gel de acrilonitrila/ácido 2-acrilamida-2- metil-1-propano sulfônico (AN/AMPS), compatível com D2O, foi testado com as moléculas sacarose e lactose. Para isto foram realizados experimentos de RMN uni e bidimensionais. A determinação do espaço conformacional das moléculas foram explorados a partir de cálculos de mecânica molecular, usando o campo de força MMFF94. O gel de (DMA/AN) compatível com acetonitrila-d3 apresentou um bom desempenho para extração de medidas de RDCs. Para a molécula de α-santonina os valores de RDCs ficaram na faixa de -14,4 a 5,4 Hz e o fator de qualidade Q de 0,011. Para a molécula de brucina os valores de RDCs variaram de -9,9 a 23,1 Hz e fator de qualidade Q de 0,047. Com esses valores de RDCs foi possível determinar a configuração relativa das moléculas testes. Os resultados usando apenas dados de RCSAs não foram adequados para a discriminação correta das moléculas, devido aos sinais serem muito alargados nos espectros de RMN de 13C. O gel de (DMA/AN) compatível com metanol-d4 apresentou um comportamento adequado para extração de RDCs com valores na faixa de -15,1 a 15,9 Hz e fator de qualidade Q de 0,069, o que possibilitou a configuração relativa correta da brucina. Porém, devido ao alargamento dos sinais nos espectros de RMN de 13C poucas medidas puderam ser extraídas e, dessa forma, não foi possível obter resultados satisfatórios de RCSAs. Por fim, o gel de AN/AMPS apresentou um bom desempenho para extração de medidas de RDCs em D2O usando as moléculas de sacarose e lactose, com valores na faixa de -9,3 a 3,5 Hz e -6,8 a 2,0 Hz, respectivamente. Com os resultados da sacarose, o fator de qualidade Q de 0,127 foi obtido para o melhor conjunto de conformações. Para a α-lactose e β-lactose os valores do fator de qualidade Q foram 0,078 e 0,089, respectivamente.
|
|
7
|
-
TALITA JORDANNA DE SOUZA RAMOS
-
EMISSÃO DISCRETA E CONTÍNUA DE LUZ POR CONVERSÃO ASCENDENTE DE ENERGIA EM ÓXIDOS DOPADOS COM ÍONS LANTANÍDEOS
-
Orientador : OSCAR MANOEL LOUREIRO MALTA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
OSCAR MANOEL LOUREIRO MALTA
-
CID BARTOLOMEU DE ARAUJO
-
SIDNEY JOSE LIMA RIBEIRO
-
DANILO MANZANI
-
VERÓNICA CORTÉS DE ZEA BERMÚDEZ
-
LUÍS ANTÓNIO FERREIRA MARTINS DIAS CARLOS
-
Data: 28/07/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Em materiais inorgânicos, baseados ou dopados, com lantanídeos a luminescência por conversão ascendente de energia (UC) pode ser mediada por mecanismos distintos, como absorção de estado excitado, conversão ascendente por transferência de energia e processos de avalanche de fótons. No entanto, esses mecanismos levam à emissão UC caracterizadas por espectros discretos e, portanto, não podem explicar a geração de luz branca caracterizada por espectro contínuo observada em óxidos de lantanídeos puros, dopados, ou codopados perante excitação no infravermelho próximo (NIR). Apresentamos nesta tese nossa contribuição com a elucidação do mecanismo promotor da emissão de luz branca, caracterizada por espectro contínuo, mediante excitação no NIR, em função a composição das amostras, condutividade térmica, distribuição e tamanho de partículas, bem como as condições de excitação (comprimento de onda, ciclos e tempo de excitação). Elaboramos um estudo do comportamento fotofísico para misturas mecânicas de óxidos comerciais Gd2O3, Yb2O3 e Er2O3, e para nanopartículas sintetizadas com composições: Yb2O3 e Er2O3 (puros); (Gd0,99Er0,01)2O3 e (Gd0,99Yb0,01)2O3 (dopados); e (Gd0,89Yb0,10Er0,01)2O3 (codopado), em função da temperatura, umidade e pressão. As características espectrais e temporais observadas para a emissão caracterizada por banda larga, nomeadamente, os ajustes da emissão na região do visível à curva de emissão de corpo negro e a análise da dinâmica temporal mediante diferentes densidades de potência (que mostram os padrões consistentes com os tempos de aquecimento e resfriamento) sugerem que a emissão de luz branca tenha origem térmica. Isto é corroborado pelo comportamento da transição do espectro de emissão UC discreto para contínuo causada pelo aquecimento da amostra pelo laser. As nanopartículas sintetizadas (Gd0,89Yb0,10Er0,01)2O3 se comportam como termômetros luminescentes primários (após excitação em NIR) na faixa de 299–363 K, usando a razão de intensidade da emissão do Er3+ 2H11/2→4 I15/2 / 4S3/2→4 I15/2, e como termômetro luminescente secundário em 1949–3086 K, com base na curva de distribuição do corpo negro da emissão de luz branca observada. Os resultados referentes à relação entre a temperatura da região sob excitação com a densidade de potência utilizada para excitar a amostra serão úteis para o desenvolvimento de modelos teóricos e para a resolução das equações diferenciais que descrevem a emissão de luz branca por aquecimento a laser.
-
Mostrar Abstract
-
In inorganic materials, based on or doped with lanthanides, energy upconversion (UC) luminescence can be mediated by different mechanisms, such as excited state absorption, energy transfer upconversion, and photon avalanche processes. However, these mechanisms lead to UC emission characterized by discrete spectra and, therefore, cannot explain the generation of white light characterized by continuous spectrum observed in pure, doped, or co-doped lanthanide oxides upon NIR excitation. In this thesis, we present our contribution to the elucidation of the mechanism that promotes the emission of white light, characterized by a continuous spectrum, upon excitation in the NIR, depending on the composition of the samples, thermal conductivity, distribution, and size of particles, as well as the conditions of excitation (wavelength, cycles, and excitation time). We elaborated a study of the photophysical behavior for mechanical mixtures of commercial oxides Gd2O3, Yb2O3 and Er2O3, and for synthesized nanoparticles with compositions: Yb2O3 and Er2O3 (pure); (Gd0,99Er0,01)2O3 and (Gd0,99Yb0,01)2O3 (doped); and (Gd0,89Yb0,10Er0,01)2O3 (co-doped), as a function of temperature, humidity, and pressure. The spectral and temporal behaviors observed for the emission characterized by broadband, namely, the fits of the emission in the visible region to the blackbody emission curve and the analysis of the temporal dynamics for different power densities (which show the patterns consistent with heating and cooling steps) suggest that the white light emission is of thermal origin. This is corroborated by the transition of the discrete to continuous UC emission caused by the optical heating of the sample. The synthesized nanoparticles (Gd0,89Yb0,10Er0,01)2O3 behave as primary luminescent thermometers (under NIR excitation) in the range of 299–363 K, using the Er3+ emission intensity ratio 2H11/2→4 I15/2/ 4S3/2→4 I15/2, and as a secondary luminescent thermometer in the range 1949–3086 K, based on the blackbody distribution curve of the observed white light emission. The results regarding the relationship between the temperature of the excitation region and the power density used to excite the sample will be useful for the development of theoretical models and for solving the differential equations that describe the emission of white light by laser heating.
|
|
8
|
-
KARINA CARVALHO DE SOUZA
-
PRODUÇÃO E AVALIAÇÃO DE CELULOSE BACTERIANA EM MEIOS DE CULTURA DE BAIXO CUSTO PARA APLICAÇÃO EM EMBALAGENS SUSTENTÁVEIS
-
Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CAROLINA LIPPARELLI MORELLI
-
CRISTIANA MARIA PEDROSO YOSHIDA
-
FELIPE PEDRO DA COSTA GOMES
-
GLORIA MARIA VINHAS
-
SARA HORACIO DE OLIVEIRA MACIEL
-
Data: 02/08/2023
Ata de defesa assinada:
-
-
Mostrar Resumo
-
A celulose, representada pela fórmula (C6H10O5)n, é um polissacarídeo que pode ter origem vegetal ou microbiana. Sua produção por via bacteriana, pelo seu alto grau de pureza e propriedades tem potencial para aplicações pelas indústrias médica, de produtos farmacêuticos, cosméticos, alimentos, embalagens, compósitos, entre outros. A produção de nanofibrilas de celulose pura pelas bactérias do gênero Komagataeibacter ocorre a partir do consumo de glicose no meio, metabolizada em celulose pelos microrganismos. Neste estudo, os ensaios foram divididos em três etapas: a primeira foi realizada utilizando o amido, presente nos grãos de arroz e milho, como fonte de carbono para produção de CB. Para isso, o amido foi hidrolisado por fungos (Aspergillus oryzae) para a obtenção de glicose, utilizada para a produção de CB. Os resultados obtidos mostraram um rendimento máximo de 2,80 ± 0,43 g / L de CB obtida com o meio de arroz hidrolisado. Na segunda etapa dos experimentos, a produção de CB foi realizada utilizando uma solução salina, de composição própria, com adição de carboidratos e/ou proteinas(Glicose, Glicerol, Sacarose, Frutose, Peptona, Extrato de Levedura ou Manitol) como fontes de carbono. O rendimento máximo de 5,72 ± 0,01 g / L de CB foi obtido com o meio contendo Sacarose. Na terceira etapa, o protótipo de uma embalagem sustentável, com característica de uma embalagem de papel, foi desenvolvido. Todos os materiais produzidos foram caracterizados quanto à morfologia (Microscopia Eletrônica de Varredura- MEV), cristalinidade (Difratometria de raios X- DRX), estabilidade térmica (Análise Termogravimétrica-TGA) e análise dos grupos funcionais (Infravermelho com Transformada de Fourier- FTIR). Na primeira etapa das caracterizações, o FTIR confirmou os grupos funcionais presentes na CB, bem como a ausência de contaminantes do processo de produção. A avaliação de DRX mostrou uma cristalinidade em torno de 55%. A análise de TGA revelou que os polímeros formados a partir dos meios alternativos (Arroz ou Milho) obtiveram maior estabilidade térmica. O MEV mostrou uma estrutura não uniforme com o arranjo aleatório de nanofibrilas. Já na segunda etapa de caracterização, os difratogramas revelaram uma cristalinidade que variaram de 31% (CB-Extrato Levedura) a 66% (CB-Frutose) e a análise de FTIR confirmou os grupos funcionais existentes na celulose bacteriana, sem possíveis contaminantes. O TGA dos biopolímeros CB-Extrato de levedura e CB- Manitol revelaram temperaturas máximas de degradação (Tmáx.) de 350,7 oC e 322,0 oC, respectivamente. A partir das micrografias, as CB-Glicose e CB-Sacarose possuíram áreas de estruturas fibrilares mais dispersas e visíveis em comparação às demais. Por fim, as caracterizações do CB- Papel utilizado no desenvolvimento do protótipo de uma embalagem apresentou Tmáx. de 311,8 oC e cristalinidade 86,42% com picos característicos da celulose e do carbonato de cálcio presentes em papéis. Na investigação por MEV, a morfologia fibrosa e de caráter nanométrico foram observadas juntamente com enchimentos de calcita. Portanto, estudos como este apresentam novos meios de cultura para produção de CB, bem como uma importante aplicação para esses biopolímeros, a fim de criar alternativas à celulose vegetal, utilizada por exemplo, na indústria de embalagens alimentícias.
-
Mostrar Abstract
-
Cellulose, represented by the formula (C6H10O5)n, is a polysaccharide that can be of vegetable or microbial origin. Its bacterial production, due to its high degree of purity and properties, has potential for applications in the medical, pharmaceutical, cosmetics, food, packaging, composites industries, among others. The production of pure cellulose nanofibrils by bacteria of the genus Komagataeibacter occurs from the consumption of glucose in the medium, metabolized into cellulose by the microorganisms. In this study, the tests were divided into three stages: the first was performed using starch, present in rice and corn grains, as a carbon source for BC production. For this, the starch was hydrolyzed by fungi (Aspergillus oryzae) to obtain glucose, used for the production of BC. The results obtained showed a maximum yield of 2.80 ± 0.43 g / L of BC obtained with the hydrolyzed rice medium. In the second stage of the experiments, the production of BC was carried out using a saline solution, of its own composition, with the addition of carbohydrates and/or proteins (Glucose, Glycerol, Sucrose, Fructose, Peptone, Yeast Extract or Mannitol) as carbon sources . The maximum yield of 5.72 ± 0.01 g / L of BC was obtained with the medium containing Sucrose. In the third stage, the prototype of a sustainable package, with characteristics of a paper package, was developed. All materials produced were characterized in terms of morphology (Scanning Electron Microscopy - SEM), crystallinity (X- ray Diffraction - DRX), thermal stability (Thermogravimetric Analysis - TGA) and analysis of functional groups (Infrared with Fourier Transform - FTIR) . In the first stage of the characterizations, the FTIR confirmed the functional groups present in the BC, as well as the absence of contaminants from the production process. XRD evaluation showed crystallinity around 55%. The TGA analysis revealed that the polymers formed from the alternative media (Rice or Corn) obtained greater thermal stability. SEM showed a non-uniform structure with the random arrangement of nanofibrils. In the second stage of characterization, the diffractograms revealed a crystallinity that varied from 31% (CB-Yeast Extract) to 66% (CB-Fructose) and the FTIR analysis confirmed the existing functional groups in the bacterial cellulose, without possible contaminants. The TGA of the CB-Yeast extract and CB-Mannitol biopolymers revealed maximum degradation temperatures (Tmax.) of 350.7 oC and 322.0 oC, respectively. From the micrographs, CB-Glucose and CB-Sucrose had areas of more dispersed and visible fibrillar structures compared to the others. Finally, the characterizations of the CB-Paper used in the development of a packaging prototype presented Tmax. of 311.8 oC and crystallinity 86.42% with characteristic peaks of cellulose and calcium carbonate present in papers. In the SEM investigation, fibrous and nanometric morphology were observed together with calcite fillers. Therefore, studies like this present new culture media for the production of BC, as well as an important application for these biopolymers, in order to create alternatives to vegetable cellulose, used, for example, in the food packaging industry.
|
|
9
|
-
SAMUEL JÔNATAS DE CASTRO LOPES
-
INFLUÊNCIA DA MODULAÇÃO POR COMPOSIÇÃO SOBRE AS PROPRIEDADES MICROESTRUTURAIS E MAGNÉTICAS DE NANOFIOS DE Ni/Cu
-
Orientador : EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
GILVANIA LUCIA DA SILVA VILELA
-
MICHAEL CABRERA BAEZ
-
YUSET GUERRA DAVILA
-
Data: 11/08/2023
Ata de defesa assinada:
-
-
Mostrar Resumo
-
No presente trabalho, nanofios magnéticos contínuos e modulados por composição foram eletrodepositados em membranas porosas de alumina comercial, com diâmetro dos poros de aproximadamente 250 nm. Incialmente, duas amostras foram sintetizadas, usando o modo cronopotenciometria e um eletrodo de trabalho convencional (Au). Para otimizar o processo de síntese, tinta condutiva de carbono, comumente usada em microscopia eletrônica, foi usada para fabricação do eletrodo de trabalho. Para comprovar a eficiência e reprodutibilidade desse novo método, nanofios contínuos e modulados por composição foram eletrodepositados usando o modo cronoamperometria. A caracterização morfológica indicou a formação de nanofios contínuos e modulados por composição. Acrescido disso, foi comprovado que o método cronoamperometria, onde o potencial é constante e a corrente varia em função do tempo, é mais eficiente para obtenção de fios com morfologia mais uniforme. A análise de EDS confirmou que AM-1 e AM-4 eram compostas por fios contínuos, enquanto as demais amostras eram formadas por fios modulados por composição. Os resultados de DRX confirmaram que o Ni e Cu metálico presentes nos fios, possuíam estrutura cúbica de face centrada. O método W-H foi usado para investigar como a modulação por composição modifica os parâmetros estruturais do níquel. Foram calculados parâmetro de rede, tamanho de cristalito, deformação na rede e densidade de discordância. Em relação à caracterização magnética, os espectros de ressonância ferromagnética revelaram duas ressonâncias distintas. A de menor intensidade corresponde à excitação dos spins na superfície do material, porém são necessárias investigações adicionais. Também foi observada uma dependência angular do campo de ressonância. A partir dos resultados de ressonância ferromagnética, foi proposto um modelo para estimar o campo de anisotropia dos fios, além da direção de fácil magnetização. Curvas de magnetização versus campo foram obtidas usando a técnica de magnetometria da amostra vibrante. Os resultados demonstraram que o processo de modulação pode influenciar na direção de fácil magnetização, nos valores de coercividade e remanência. Acrescido disso, foi possível investigar como as modificações estruturais do níquel podem influenciar nas propriedades magnéticas dos nanofios.
-
Mostrar Abstract
-
In the present work, continuous and composition-modulated magnetic nanowires were electrodeposited into commercial alumina porous membranes with pore diameters of approximately 250 nm. Initially, two samples were synthesized using the chronopotentiometry mode and a conventional working electrode (Au). To optimize the synthesis process, carbon conductive ink commonly used in electron microscopy was employed for the fabrication of the working electrode. To demonstrate the efficiency and reproducibility of this new method, continuous and composition-modulated nanowires were electrodeposited using the chronopotentiometry mode. Morphological characterization indicated the formation of continuous and composition-modulated nanowires. Furthermore, it was proven that the chronopotentiometry method, where the potential is kept constant while the current varies over time, is more efficient in obtaining wires with a more uniform morphology. EDS analysis confirmed that AM-1 and AM-4 consisted of continuous wires, while the other samples were composed of composition- modulated wires. XRD results confirmed that the metallic Ni and Cu present in the wires had a face- centered cubic structure. The W-H method was used to investigate how composition modulation modifies the structural parameters of nickel. Lattice parameter, crystallite size, lattice strain, and dislocation density were calculated. In terms of magnetic characterization, ferromagnetic resonance spectra revealed two distinct resonances. The lower intensity resonance corresponded to the excitation of spins at the material's surface, but further investigations are required. An angular dependence of the resonance field was also observed. Based on the ferromagnetic resonance results, a model was proposed to estimate the wire's anisotropy field and easy magnetization direction. Magnetization versus field curves were obtained using the vibrating sample magnetometry technique. The results demonstrated that the modulation process can influence the easy magnetization direction, coercivity values, and remanence. Additionally, it was possible to investigate how the structural modifications of nickel can influence the magnetic properties of the nanowires.
|
|
10
|
-
LINDEMBERGUE PEREIRA COSTA JÚNIOR
-
Efeito da argila organofílica e palha de milho nas propriedades de compósitos híbridos de poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT)
-
Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MICHELLE FÉLIX DE ANDRADE
-
TATIARA GOMES DE ALMEIDA
-
TOMAS JEFERSON ALVES DE MELO
-
Data: 28/08/2023
Ata de defesa assinada:
-
-
Mostrar Resumo
-
A pesquisa desenvolvida, trata da produção, caracterização e determinaçãodaspropriedades de filmes extrudados e corpos de prova injetados de nanocompósitos PBAT/argilaorganofílica C20A e de um novo material compósito híbrido PBAT/argila C20A/palha de milho. Oefeitoda incorporação e o teor das cargas na estrutura, propriedades térmicas, reológicas, mecânicas, barreira, biodegradabilidade e sorção de água foram analisados. Foram produzidos nanocompósitos PBAT/C20Acontendo 1, 3 e 5% (m/m) de argila organofílica e compósitos híbridos de PBAT contendo 2, 6e10%(m/m) de reforço constituído por argila e palha de milho na proporção 1:1. Após a mistura à quente, emreômetro de torque, os componentes foram triturados em moinho de facas e os grânulos foramextrudadosna forma de filmes planos e injetados no formato de corpos de prova de tração. Os resultados mostramamelhoria da resistência à tração dos filmes nanocompósitos extrudados com adição de 1%de argilanamatriz polimérica e dos sistemas injetados com a adição de cargas em teores de 3%e 5%. Emgeral, oalongamento na ruptura, dos filmes de compósitos e nanocompósitos, foi inferior à dos corpos deprovainjetados. Quando a fibra vegetal é adicionada aos sistemas de polímero e argila, observa-seumatendência de perda de resistência à tração e diminuição do alongamento de todos os sistemas emestudoeum aumento do módulo elástico para corpos de prova injetados e diminuição para filmes extrudados. Ocompósito híbrido (PBAT/argila/palha de milho) mostrou um aumento da biodegradabilidade de6,84%para os corpos de prova e de 3,47% para os filmes planos. O novo material híbrido apresentouineficiência nas propriedades de barreira, ao triplicar o valor da permeabilidade ao O2 na amostradefilmes em relação ao PBAT puro, dificultando sua aplicação em embalagens de alimentos e revestimentosprotetores, mas podem ser indicados para embalagens permeáveis que favorecemo frescor dealgunsvegetais e carnes. Acredita-se que os efeitos de interação polímero-fibra possam ser melhorados comummelhor beneficiamento da fibra, deixando-a com menor tamanho em pulverizadores na tentativadesintetizar filmes mais homogêneos. Também foi possível observar por reometria de torque, umdiscretoaumento na degradação dos sistemas com a adição das cargas (argila e palha de milho).
-
Mostrar Abstract
-
The developed research delas with the production, characterization and determination of the properties of extruded films and injected test specimensofnanocomposites PBAT/organoclay C20A and a new hybrid composite material PBAT/clay C20A/cornstraw. The effect of incorporation and filler content on structure, thermal, rheological, mechanical, barrier, biodegradability and water sorption properties were analyzed. PBAT/C20A nanocomposites containing1, 3 and 5% (m/m) of organophilic clay and PBAT hybrid composites containing 2, 6 and 10%(m/m)ofreinforcement consisting of clay and corn straw in a 1:1 ratio were produced. After hot mixing, inatorque rheometer, the components were crushed in a knife mill and the granules were extrudedintheform of flat films and injected in the form of tensile specimens. The results show an improvement inthetensile strength of the extruded nanocomposite films with the addition of 1% clay in the polymericmatrixand of the injected systems with the addition of fillers at levels of 3% and 5%. In general, the elongationat break of composite and nanocomposite films was lower than that of injected specimens. Whenvegetable fiber is added to the polymer and clay systems, a trend of loss of tensile strength anddecreasein elongation is observed for all systems under study and an increase in the elastic modulus for injectedspecimens and a decrease for extruded films. The hybrid composite (PBAT/clay/corn straw) showedanincrease in biodegradability of 6.84% for the specimens and 3.47% for the flat films. The newhybridmaterial showed inefficiency in barrier properties, by tripling the value of O2 permeability inthefilmsample in relation to pure PBAT, making its application difficult in food packaging and protectivecoatings, but can be indicated for permeable packaging that favors the freshness of some vegetablesandmeats. It is believed that the polymer-fiber interaction effects can be improved with a better processingofthe fiber, making it smaller in sprayers in an attempt to synthesize more homogeneous films. It wasalsopossible to observe, by means of torque rheometry, a slight increase in the degradation of the systemswith the addition of loads (clay and corn straw).
|
|
11
|
-
JOSE VALMIR ALVES JUNIOR
-
Estudo das Propriedades Estruturais, Microestruturais e Magnéticas do Sistema [Gd1−xTRx ]3Fe5O12 com TR = Pr, Dy e Lu com x = 0.1, 0.5 e 1.0
-
Orientador : JOSE ALBINO OLIVEIRA DE AGUIAR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
FLAVIA PORTELA SANTOS
-
IVAN GARCÍA FORNARIS
-
JOSE ALBINO OLIVEIRA DE AGUIAR
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
Data: 01/09/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
As granadas de terras raras (TR3Fe5O12) apresentam excelentes propriedades manético- elétrico e óptico permitindo que tenham muitas aplicações como em transformadores, dispositivos de micro-ondas e armazenamento de dados. Tais aplicações dependem da sua estrutura e morfologia, que sofrem muita influência devido à substituição dos sítios catiônicos. O sistema [Gd1−xTRx]3Fe5O12 com TR = Dy, Lu e Pr com x = 0.1, 0.5 e 1.0 para TR = Dy e Lu e x = 0.1 para TR = Pr foi produzido através da técnica de reação do estado sólido. O material produzido após a mistura dos reagentes foi prensado em formato de pastilhas, tratado termicamente e expostos a diferentes condições de tempo e temperatura. A caracterização estrutural e morfológica das amostras foram realizadas através da difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os quais comprovaram a estrutura e composição característica da estrutura do tipo granada. A caracterização magnética foi realizada por meio do magnetômetro de amostra vibrante (VSM). As respostas magnéticas do material sintetizado também foram medidas utilizando condições ZFC-FC (Zero Field Cooling) com campo aplicado constante (1.0, 5.0, 10.0, 20.0 e 25.0 kOe) entre faixas de temperatura de 50 a 350 K; as medidas de Histerese magnética em baixas temperaturas entre campos de -30.0 ≤ H ≤ 30.0 kOe para determinados valores de temperatura. As caracterizações permitiram comparar a estrutura e propriedades magnéticas da granada de terra rara produzida neste trabalho.
-
Mostrar Abstract
-
Rare earth garnets (TR3Fe5O12) have excellent manetic-electrical and optical properties allowing them to have many applications such as transformers, microwave devices and data storage. Such applications depend on their structure and morphology, which are greatly influenced by the substitution of cationic sites. The system [Gd1−xTRx ]3Fe5O12 with TR = Dy, Lu and Pr with x = 0.1, 0.5 and 1.0 for TR = Dy and Lu and x = 0.1 for TR = Pr was produced using the solid state reaction technique. The material produced after mixing the reagents was pressed into tablets, heat treated and exposed to different conditions of time and temperature. The structural and morphological characterization of the samples were performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Which proved the characteristic structure and composition of the garnet-type structure. Magnetic characterization was performed using a vibrating sample magnetometer (VSM). The magnetic responses of the synthesized material were also measured using ZFC-FC (Zero Field Cooling) conditions with constant applied field (1.0, 5.0, 10.0, 20.0 and 25.0 KOe) between temperature ranges from 50 to 350 K; magnetic hysteresis measurements at low temperatures between -30.0 ≤ H ≤ 30.0 KOe fields for certain temperature values. The characterizations allowed comparing the structure and magnetic properties of the rare earth garnet produced in this work.
|
|
12
|
-
MAXWELL ARAGAO MARQUES NOGUEIRA
-
ESPECTROSCOPIA ÓPTICA NÃO LINEAR DE COMPOSTOS MESOIÔNICOS
-
Orientador : CID BARTOLOMEU DE ARAUJO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CELSO PINTO DE MELO
-
CID BARTOLOMEU DE ARAUJO
-
LUCIO HORA ACIOLI
-
PETRONIO FILGUEIRAS DE ATHAYDE FILHO
-
RICARDO LUIZ LONGO
-
Data: 15/09/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os desenvolvimentos recentes de materiais ópticos não lineares buscam, de modo geral, sistemas com propriedades ópticas de segunda e terceira ordem aprimoradas, visando seu uso em dispositivos optoeletrônicos, limitadores totalmente ópticos, entre outras aplicações. Nesse contexto, importantes trabalhos voltados à exploração de novas moléculas orgânicas têm sido publicados, com atenção voltada, principalmente, para moléculas com grandes coeficientes ópticos não lineares, tempos de resposta rápidos, síntese direta e processabilidade. Em particular, moléculas com sistemas eletrônicos do tipo push-pull, que dão origem à deslocalização de elétrons p, apresentam grandes hiperpolarizabilidades ópticas e resposta rápida à excitação não ressonante. Os compostos mesoiônicos (em inglês: mesoionic compounds – sigla: MICs) pertencem a uma classe de materiais que possui grande potencial para óptica não linear, conforme proposto há mais de duas décadas. MICs típicos têm estruturas dipolares heterocíclicas planas nas quais as cargas positivas e negativas são separadas e deslocalizadas dentro de um sistema de elétrons p, resultando em momentos de dipolo elétrico permanentes que podem chegar a 5D. Neste trabalho, sintetizamos, caracterizamos e medimos as não linearidades de segunda e terceira ordem de MICs do grupo 1,3-tiazólio-5-tiolato, dissolvidos em dimetil sulfóxido (DMSO) à temperatura ambiente. Na medição da polarizabilidade de segunda ordem (primeira hiperpolarizabilidade), utilizamos a técnica de espalhamento hiper-Rayleigh (HRS), operando em em regime de nanossegundos. A hiperpolarizabilidade medida, , foi usada para calcular a hiperpolarizabilidade estática, , a partir da aplicação do modelo clássico de dois níveis. Baeando-se nas medidas da primeira hiperpolarizabilidade e no cálculo dos limites fundamentais discutimos a performance óptica de segunda ordem das moléculas de mesoiônicos. A não linearidade de segunda ordem dessas moléculas resultou relativamente alta em comparação com moléculas de tamanho semelhante. Nas medições de refração e absorção de terceira ordem, usamos a técnica de Z-scan nos regimes de picossegundos (operando em 532 nm) e femtossegundos (operando em 800 nm). Sob excitação em 532 nm, observamos um comportamento refrativo com auto-desfocalização, acompanhado por efeitos não lineares dissipativos: absorção de dois fótons (2PA) e absorção de estado excitado (ESA). A análise dos resultados a partir do método Fast Fourier BPM, baseado no modelo de três níveis de energia, revela que a secção de choque ESA é uma das maiores já reportadas na literatura, sendo aproximadamente 10 vezes maior que a seção de choque de absorção linear. Destaca-se, ainda, o grande valor da secção de choque de absorção de dois fótons, (3,7 x 104 GM), consistente com resultados anteriores relacionados a mesoiônicos. Normalizando a seção 2PA, quantificamos e discutimos a performance óptica não linear molecular, que indicou um grande potencial para aplicações em limitação óptica e chaveamento óptico. Por outro lado, aplicando a técnica de varredura Z (Z-scan), operando em 800 nm, a dependência da não linearidade com o comprimento de onda é evidenciada a partir da excitação de absorção de três fótons (3PA).
-
Mostrar Abstract
-
Recent developments in nonlinear optical materials generally search for systems with improved second and third order optical properties, aiming at their use in optoelectronic devices, all-optical limiters, among other applications. In this context, important works focused on the exploration of new organic molecules have been published, focusing mainly on molecules with large nonlinear optical coefficients, fast response times, direct synthesis and processability. In particular, molecules with push-pull electronic structure, which give rise to the delocalization of π-electrons, present high optical hyperpolarizabilities and fast response to non-resonant excitation. Mesoionic compounds (MICs) belong to a class of materials that have great potential for nonlinear optics, as proposed more than two decades ago. Typical MICs have planar heterocyclic dipole structures in which the positive and negative charges are separated and delocalized within a π-electron system, resulting in permanent electric dipole moments that can reach 5D. In this work, we synthesize, characterize, and measure the second- and third-order nonlinearities of MICs from the 1,3-thiazolium-5-thiolate group, dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) at room temperature. In measuring the second-order polarizability (first hyperpolarizability), we used the hyper-Rayleigh scattering (HRS) technique, operating at in the nanoseconds regime. The measured hyperpolarizability, was used to calculate the static hyperpolarizability, by applying the classical two-level model. By the measures of the first hyperpolarizability and the calculation of the fundamental limits we discuss the second-order optical performance of mesoionic molecules. The second-order nonlinearity of these molecules turned out to be relatively high compared to molecules of similar size. In third-order refraction and absorption measurements, we used the Z-scan technique in the picosecond (at 532 nm) and the femtosecond (at 800 nm) regimes. Under excitation at 532 nm, we observed a refractive behavior with self-defocusing, in the presence of nonlinear dissipative effects: two-photon absorption (2PA) and excited state absorption (ESA). Analysis of the results by the Fast Fourier BPM method, based on a three energy level model, revealed that the ESA cross section is one of the largest ever reported in the literature, being approximately 10 times larger than the linear absorption cross section starting from the ground state . Also noteworthy is the large value of the two-photon absorption cross section (3,7 x 104 GM), consistent with previous results. Normalizing this 2PA cross section, we quantified and discussed the molecular nonlinear optical performance, which indicated a great potential for applications in all-optical limiting and all-optical switching. On the other hand, applying the Z-scan technique, operating at 800 nm, the dependence of the non-linearity with the wavelength is evidenced from the three-photon absorption excitation (3PA).
|
|
13
|
-
ELTON MARLON DE ARAÚJO LIMA
-
DESENVOLVIMENTO DE UM NANOCOMPÓSITO MAGNÉTICO BASEADO EM ÓXIDO DE FERRO E POLIMERO CONDUTOR (γ-Fe2O3-POLITIOFENO) COMO UMA PROPOSTA DE PLATAFORMA TERAPÊUTICA CONTRA LEISHMANIOSE TEGUMENTAR
-
Orientador : CELSO PINTO DE MELO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
JOSMARY RODRIGUES SILVA
-
RICARDO BENTES DE AZEVEDO
-
BEATE SAEGESSER SANTOS
-
CELSO PINTO DE MELO
-
FABIO ROCHA FORMIGA
-
Data: 22/09/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Neste trabalho, apresentamos a proposta de uma nova plataforma terapêutica nanobiotecnológica, baseada no uso de um nanocompósito de óxido de ferro magnético (γ-Fe2O3) e um polímero condutor (Politiofeno - PTh), desenvolvida para superar os limites do tratamento convencional da leishmaniose tegumentar. Após ser sintetizado com base na reação de Fenton, o nanocompósito magnético híbrido γ-Fe2O3/PTh foi caracterizado pelas técnicas de UV-Vis, FTIR, SEM-EDS, magnetização e de tamanho de partícula. O efetivamente recobrimento do PTh nas partículas do nanocompósito de γ-Fe2O3/PTh foi confirmado por medidas espectroscópicas, tendo elas apresentado um tamanho médio de 41 nm e comportamento superparamagnético, com saturação de magnetização de 15,7 emu/g à temperatura ambiente. Em seguida, foi investigado o perfil de citocompatibilidade do nanocompósito com células de mamíferos e eritrócitos humanos, bem como seu potencial antiLeishmania contra duas espécies causadoras de leishmaniose tegumentar (L. amazonensis e L. braziliensis) em seus dois estágios de desenvolvimento (promastigota e amastigota). Ao implementarmos os estudos de citocompatibilidade, verificamos que o nanocompósito γ-Fe2O3/PTh não reduziu a viabilidade das células testadas (macrófagos peritoneais, fibroblastos e vero), tendo apresentado baixa capacidade de causar ruptura em hemácias humanas de diferentes fenótipos, o que indica uma boa hemocompatibilidade. No geral, os estudos de citotoxicidade in vitro do nanocompósito γ-Fe2O3/PTh mostraram ter ele um promissor perfil de citocompatibilidade, abrindo a possibilidade de sua utilização em formulações terapêuticas. Por fim, também foi possível mostrar que esse nanocompósito inibiu significativamente o crescimento das formas promastigotas de L. amazonensis (com IC50 = 117,63 μg/mL). Para a forma celular amastigota intracelular, aquela de maior patogenia para o hospedeiro humano, o nanocompósito de γ-Fe2O3/PTh apresentou efeito de inibição significativo, com uma IC50 de 27,1 μg/mL (L. amazonensis) e 16,6 μg/mL (L. braziliensis). Foi ainda verificado que o nanocompósito γFe2O3PTh tem capacidade de causar a despolarização da membrana mitocondrial mais intensa sobre as formas promastigotas de L. amazonensis. Nossos resultados indicam que o nanocompósito γ-Fe2O3/PTh surge como um material promissor para avanços no tratamento da leishmaniose tegumentar através da proposta de um produto nanobiotecnológico que ofereceria uma boa eficácia contra espécies distintas dos parasitos sem que fossem causados danos à célula hospedeira (macrófago).
-
Mostrar Abstract
-
In this work, we propose a new nanobiotechnological therapeutic platform, based on the use of a nanocomposite of magnetic iron oxide (γ-Fe2O3) and a conductive polymer (Polythiophene - PTh), developed to overcome the limits of the conventional treatment of cutaneous leishmaniasis. After being synthesized via the Fenton reaction, the hybrid magnetic nanocomposite γ-Fe2O3/PTh was characterized by UV-Vis, FTIR, SEM-EDS, and magnetization and particle size measurement techniques. The effective coating of PTh on the particles of the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite was confirmed by spectroscopic measurements, which showed an average size of 41 nm and superparamagnetic behavior, with a magnetization saturation of 15.7 emu/g at room temperature. Then, the cytocompatibility profile of the nanocomposite with mammalian cells and human erythrocytes was investigated, as well as its antiLeishmania potential against two species that cause tegumentary leishmaniasis (L. amazonensis and L. braziliensis) in their two stages of development (promastigotes and amastigote). When we implemented the cytocompatibility studies, we verified that the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite did not reduce the viability of the cells tested (peritoneal macrophages, fibroblasts, and vero), having shown a low capacity to cause rupture in human red blood cells of different phenotypes, which indicates a good hemocompatibility. Overall, the in vitro cytotoxicity studies of the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite showed it to have a promising cytocompatibility profile, opening the possibility of its use in therapeutic formulations. Finally, it was also possible to show that this nanocomposite significantly inhibited the growth of promastigotes of L. amazonensis (with IC50 = 117.63 μg/mL). For the intracellular amastigote cell form, the one most pathogenic for the human host, the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite showed a significant inhibition effect, with an IC50 of 27.1 μg/mL (L. amazonensis) and 16.6 μg /ml (L. braziliensis). It was also verified that the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite can cause a more intense depolarization of the mitochondrial membrane on the promastigote forms of L. amazonensis. Our results indicate that the γ-Fe2O3/PTh nanocomposite emerges as a promising material for advances in the treatment of tegumentary leishmaniasis through the proposal of a nanobiotechnological product that would offer good efficacy against different species of parasites without causing damage to the host cell (macrophage).
|
|
14
|
-
JORGE ADRIANO ALVES COELHO
-
Análise Teórica da Transferência de Energia Entre Metais de Transição e Lantanídeos em Complexos Heterometálicos
-
Orientador : OSCAR MANOEL LOUREIRO MALTA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CID BARTOLOMEU DE ARAUJO
-
HERMI FELINTO DE BRITO
-
OSCAR MANOEL LOUREIRO MALTA
-
SIDNEY JOSE LIMA RIBEIRO
-
WAGNER DE MENDONCA FAUSTINO
-
Data: 09/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Existe um interesse crescente em alternativas aos sensibilizadores de íons lantanídeos (Ln3+) para uso in vivo, especialmente em aplicações bio-ópticas. Os metais de transição (M) são bons candidatos como cromóforos, pois possuem altas taxas de absorção e bandas de emissão que cobrem uma ampla faixa do espectro visível e do infravermelho próximo. Apesar da relevância de modelos teóricos para desenvolver complexos M-Ln3+ com maior eficiência, poucos trabalhos dedicaram esforços para elucidação teórica do processo de transferência de energia (TE) entre os íons M e Ln3+. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo adaptar e aplicar a teoria de transferência de energia intramolecular desenvolvida por Malta e colaboradores para tratar TE entre M–Ln3+ em complexos heterometálicos. Adicionalmente, outro objetivo é avaliar o modelo de TE para interação de troca isotrópica entre os íons M e Ln3+, investigando a sobreposição orbital entre as subcamadas de valência do metal de transição e a subcamada 4f dos íons Ln3+. As integrais de sobreposição foram calculadas a partir dos coeficientes dos orbitais moleculares para o modelo diatômico M-Ln3+, adquiridos por cálculos DFT. Parâmetros utilizados no modelo, como força de dipolo e fator de sobreposição espectral (Fator F), foram calculados com base nos dados espectroscópicos disponíveis na literatura para os complexos estudados. Além disso, os parâmetros de intensidade teóricos (Ωλ) foram calculados utilizando a aplicação web JOYSpectra. Os resultados obtidos demonstraram que a interação de troca é irrelevante para distâncias intermetálicas típicas (> 5 Å) em complexos M–Ln3+. Por outro lado, as estimativas teóricas de taxas de TE para os mecanismos dipolo-dipolo e dipolo-multipolo estão em satisfatório acordo com as taxas de transferência de energia observadas nos casos estudados, principalmente em situações em que os estados doador e aceitador são ressonantes (sistemas com pares Cr-Nd, Ru-Nd). Para os sistemas que apresentaram baixa ressonância espectral, como os que envolvem os pares Cr-Eu e Cr-Yb, o modelo foi estendido para considerar a assistência de fônons no processo de transferência de energia, com base na abordagem de Miyakawa-Dexter. O ajuste do modelo aos dados experimentais foi obtido para valores típicos dos fatores de Huang-Rhys dos íons lantanídeos e Cr3+. No estágio atual, o modelo proposto pode ser útil para prever e explicar propriedades fotofísicas impulsionadas pela transferência de energia entre o íon Ln3+ e o metal de transição.
-
Mostrar Abstract
-
There is an increasing interest in alternatives to the sensitizers of lanthanides ions (Ln3+) for in vivo usage, especially in bio-optical applications. The transition metals (M) are good candidates as chromophores, due to their high absorption rates, and their emission bands that cover a large range of visible, and Near Infrared spectra. Despite the importance of theoretical models for the design of M-Ln3+ with higher efficiency, few works had dedicated efforts to theoretically elucidate the process of Energy Transfer (ET) between M and Ln3+ ions. In this sense, this work has the goal to adapt and apply the theory of intramolecular energy transfer developed by Malta, and collaborators to treat with ET in M-Ln3+ heterometallic complexes. Additionally, another goal is to evaluate the ET model for isotropic exchange interaction between M, and Ln3+ ions, by investigating the overlap orbital of the valence's subshell of the transition metal with the 4f subshells of the Ln3+. The overlap integrals were calculated by the coefficients of molecular orbitals for the diatomic M-Ln3+, acquired in the DFT calculations. Parameters such as the dipole strength, and the overlap spectral factor (F factor) were calculated based on the spectroscopic data available in the literature for the complexes considered. Moreover, the theoretical intensity parameters (Ωλ) were calculated by using the web application JOYSpectra. The results have shown that the exchange interaction is not relevant for typical intermetallic distances (> 5 Å) in complexes of M-Ln3+. On the other hand, the theoretical estimations of ET rates for the dipole-dipole, and dipole-quadrupole mechanisms were in reasonable agreement with the energy transfer rates observed in the systems evaluated, especially in the cases with spectral resonance (complexes of Cr-Nd, Ru-Nd). For the systems that have low spectral resonance, such as the ones with Cr-Eu, and Cr-Yb, the model was extended to consider the phonon assistance in the energy transfer process, based on the approach of Miyakawa-Dexter. The fit of the experimental data was gained for the typical values of Huang-Rhys factors of the lanthanide and Cr3+ ions. In the current stage, the model provided can be useful to predict and explain photophysical properties driven by the transfer of energy between the Ln3+, and transition metal ions.
|
|
15
|
-
KAMILLA VERONIKA RODRIGUES DE ANDRADE SILVA
-
BIOFUNCIONALIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE DE TITÂNIO E SUAS LIGAS PARA APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
-
Orientador : EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
DENISE GRANATO CHUNG
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
HEBER CLAUDIUS NUNES SILVA
-
MARCELLA AUXILIADORA DE MELO LUCENA
-
RAMÓN RAUDEL PEÑA GARCIA
-
Data: 10/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Próteses podem ser utilizadas para substituir, mimicar ou reparar partes do tecido ósseo que foram perdidas devido a doenças sistêmicas e/ou lesões. O Titânio e suas ligas são os materiais mais estudados e utilizados na aplicaçáo desse tipo de implante devido a suas características mecânicas, resistência à corrosáo e biocompatibilidade. No entanto, apesar de sua alta qualidade estima-se que nos primeiros cinco anos após o implante haja cerca de 10% de insucesso devido a problemas com osseointegraçáo. Vários trabalhos recentes vêm buscando diferentes soluções para reduzir problemas relacionados a implantes ósseos devido a osseointegraçáo. Parte dessas soluções passa pela biofuncionalizaçáo da superfície do titânio e suas ligas. Nesse sentido desenvolvemos esse trabalho, que está dividido em três vertentes, visando a obtenção de discos de Titânio e algumas de suas ligas com diferentes recubrimentos propiciem a funcionalização dessas superfícies. A primeira etapa deste trabalho se relaciona a fabricação e caracterização, além dos ensaios biológicos dos discos de Ti6AI4V e TNZT (Titânio- Nióbio-Zircônio-TântaIo). A etapa seguinte foi a deposição de Ti02 e SiO2 seguida de sua caracterizaçáo. Por fim, a terceira etapa consistiu na caracterizaçáo do tanino condensado obtidos a partir da casca das espécies de Mimosa Tenuiflora nadenanthera macrocarpa, árvores típicas da caatinga do nordeste brasileiro. A escolha desse material se dá pelo seu potencial bactericida. No primeiro momento foi realizada a caracterizaçáo físico química do tanino condensado, a partir das técnicas de FTIR, UV-Vis, C RMN, H RMN, EPR e TGA.
-
Mostrar Abstract
-
Prostheses can be used to replace, mimic or repair parts of bone tissue that have been lost due to systeinic diseases and/or injuries. Titanium and its alloys are the most studied and used materials in the application of this type of implant due to their mechanical characteristics, corrosion resistance and biocompatibility. However, despite its high quality, it is estimated that in the first five years after the implant there is around 10% failure due to problems with osseointegration. Several recent studies have sought different solutions to reduce problems related to bone implants due to osseointegration. Part of these solutions involves the biofunctionalization of the surface of titanium and its alloys. In this sense, we developed this work, which is divided into three aspects, aiming to obtain Titanium discs and some of its alloys with different coatings that enable the functionalization of these surfaces. The first stage of this work relates to the manufacturing and characterization, in addition to biological tests of Ti6A14V and TNZT (Titanium-Niobium-Zirconium-Tantalum) discs. The next step was the deposition of T1O2 and SiO2 followed by their characterization. Finally, the third stage consisted of characterizing the condensed tannin obtained from the bark of the species of Mimosa Tenuiflora and Anadenanthera macrocarpa, trees typical of the caatinga of northeastern Brazil. This material was chosen due to its bactericidal potential. Firstly, the physical-chemical characterization of condensed tannin was carrled out using FTIR, UV-Vis, C RMN, H RMN, EPR and TGA techniques.
|
|
16
|
-
DÁRIO CÉSAR DE OLIVEIRA CONCEIÇÃO
-
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOESFERAS MESOPOROSAS DE MAGNETITA E FERRITA DE COBALTO PARA APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
-
Orientador : EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ALVARO ANTONIO OCHOA VILLA
-
DULCIENE KARLA DE ANDRADE SILVA
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
JOSE ANGELO PEIXOTO DA COSTA
-
RAMÓN RAUDEL PEÑA GARCIA
-
Data: 13/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Nanopartículas magnéticas têm despertado um considerável interesse na área biomédica devido às suas propriedades singulares, como o tamanho comparável às estruturas celulares e a habilidade de responder a gradientes de magnetização. No contexto médico, essas aplicações abrangem uma ampla gama de funcionalidades, que variam desde seu uso como agentes de contraste até sua utilização como veículos para o transporte de medicamentos. O principal objetivo deste estudo centra-se na síntese e caracterização de nanopartículas esféricas e mesoporosas de Ferrita de Cobalto (CoFe2O4) e Magnetita (Fe3O4). Essas nanopartículas são destinadas a aplicações biomédicas, incluindo sua ação como sistemas de liberação de fármacos, sensores biológicos e na terapia de hipertermia magnética. A síntese das partículas foi realizada pelo método solvotérmico assistido por Brometo de Cetiltrimetilamônio (CTAB), que atua como agente direcionador, criando mesoporos nas nanopartículas. A morfologia das partículas foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Observou-se a formação de esferas mesoporosas com um tamanho médio de 132,49 ± 21 nm para as amostras de Ferrita de Cobalto e 75,90 ± 12,55 nm para as amostras de Magnetita. A caracterização da composição química e estrutura cristalina foi realizada por Difração de Raios-X, revelando a formação de uma estrutura de espinélio inverso, que é característica dos materiais de Ferrita de Cobalto e Magnetita. Além disso, a análise por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) revelou um pico em torno de 580 cm-1, correspondente à ligação metal-oxigênio na estrutura de Ferrita e Magnetita, confirmada pela difração. O ensaio de absorção da droga, baseado na expressão da absorbância, permitiu avaliar a capacidade de armazenamento das nanopartículas. Verificou-se que as nanoesferas de Ferrita de Cobalto foram capazes de armazenar 46,85% da droga em solução, enquanto as de Magnetita armazenaram 36,91%. Notavelmente, em relação à liberação da droga, observou-se uma eficiência significativa a uma temperatura de 43 °C, com liberação de 62,68% da droga para as partículas de Ferrita de Cobalto e 88,12% para as partículas de Magnetita. No ensaio de hipertermia, as partículas de Ferrita de Cobalto demonstraram eficácia como agentes geradores de hipertermia, apresentando uma variação de temperatura de 9,2°C. O perfil magnético das partículas foi confirmado por meio da técnica que quantificou os valores de magnetização de saturação. As partículas de Ferrita de Cobalto mostraram potencial como componentes de um sistema de biossensor devido à resposta positiva obtida quando anticorpos foram imobilizados sobre elas. O ensaio de conjugação das nanopartículas de cobalto com imunoglobulinas e sua aplicação nos testes de tira lateral demonstram promissoras perspectivas para o desenvolvimento de um biossensor de tira lateral.
-
Mostrar Abstract
-
Magnetic nanoparticles have garnered significant interest in the biomedical field due to their unique properties, such as their size being comparable to cellular structures and their ability to respond to magnetization gradients. In the medical context, these applications encompass a wide range of functionalities, ranging from their use as contrast agents to serving as vehicles for drug delivery. The primary objective of this study revolves around the synthesis and characterization of spherical and mesoporous nanoparticles of Cobalt Ferrite (CoFe2O4) and Magnetite (Fe3O4) for biomedical applications, including their role as drug delivery systems, biological sensors, and in magnetic hyperthermia therapy. The synthesis of the particles was conducted using the solvothermal method assisted by Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB), which acted as a templating agent, creating mesopores within the nanoparticles. The morphology of the particles was characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), revealing the formation of mesoporous spheres with an average size of 132,49 ± 21 nm for the Cobalt Ferrite samples and 75,90 ± 12,55 nm for the Magnetite samples. Chemical composition and crystal structure characterization were performed using X-ray Diffraction, confirming the formation of an inverse spinel structure, characteristic of both Cobalt Ferrite and Magnetite materials. Furthermore, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis revealed a peak around 580 cm-1, corresponding to the metal-oxygen bond in the Ferrite and Magnetite structures, which was further confirmed by diffraction. Drug absorption assays, based on absorbance measurements, allowed for the assessment of nanoparticle drug storage capacity. It was observed that Cobalt Ferrite nano-spheres were capable of storing 46,85% of the drug in solution, while Magnetite nanoparticles stored 36,91%. Notably, regarding drug release, significant efficiency was observed at a temperature of 43°C, with 62,68% drug release for Cobalt Ferrite particles and 88,12% for Magnetite particles. In hyperthermia assays, Cobalt Ferrite particles demonstrated efficacy as hyperthermia-inducing agents, exhibiting a temperature variation of 9,2°C. The magnetic profile of the particles was confirmed using a technique quantifying saturation magnetization values. Cobalt Ferrite particles showed potential as components of a biosensor system, evidenced by their positive response when antibodies were immobilized on them. The assay involving the conjugation of Cobalt nanoparticles with immunoglobulins and their application in lateral flow tests holds promising prospects for the development of a lateral flow biosensor.
|
|
17
|
-
NATHAN BEZERRA DE LIMA
-
Mecanismo de aderência para argamassas de emboço com metacaulim aplicadas em blocos de concreto
-
Orientador : EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
KLEBER GONCALVES BEZERRA ALVES
-
LILIAN KÁSSIA CAVALCANTE DA SILVA DE ASSIS
-
ELIANA CRISTINA BARRETO MONTEIRO
-
LEONARDO BARBOSA TORRES DOS SANTOS
-
Data: 08/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
No presente trabalho, características da capacidade de aderência de argamassas de emboço aplicadas em edificações foram avaliadas combinando ensaio de propagação de ondas ultrassônicas, termografia infravermelha (IRT), tração na flexão e resistência de tração por aderência. A investigação foi realizada para argamassas com metacaulim incorporado por adição e substituição parcial de cimento Portland nas proporções de 5%, 10% e 15%. Foram realizadas também análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração Raios-X(DRX), espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e estereoscopia. Foram empregados para investigar as características morfológicas da superfície das argamassas. Um modelo teórico simples foi feito baseado na resistência das pontes de hidrogênio e na razão estequiométrica SiO2/(Ca(OH)2 é empregado para avançar uma abordagem química da capacidade de aderência das argamassas de emboço Os resultados revelaram que o modelo foi útil para prever aspectos da capacidade de aderência das argamassas de emboço com o substrato. Além disso, os resultados de DRX e MEV mostraram a presença de fases importantes nas microestruturas das argamassas, como Portlandita e CSH, os testes de resistência de aderência concordaram com o previsto pelo modelo teórico simples, em onde: foram obtidos valores médios semelhantes aos de referência, e as argamassas preparadas com a adição de metacaulim, que são superiores às correspondentes resistências de aderência das argamassas preparadas com cimento substituído por metacaulim. Os estereogramas das interfaces de ruptura revelaram uma aderência não homogênea quando a argamassa é aplicada diretamente sobre o substrato de concreto e uma aderência homogênea quando a argamassa é aplicada sobre o substrato chapisco/bloco de concreto. Considerando o comportamento de resistência à tração na flexão, apenas a argamassa de emboço com 10% de metacaulim incorporado apresenta melhor desempenho mecânico que a argamassa de referência. Além disso, a velocidade de propagação das ondas ultrassônicas incidentes foi útil no cálculo do módulo de Young, que está associado à capacidade de adesão das argamassas de emboço. Além disso, os resultados do IRT revelaram uma significativa absorção de água pelo substrato quando uma camada de chapisco foi aplicada antes da argamassa de reboco de metacaulim. Quando as argamassas de emboço são aplicadas diretamente sobre o substrato de concreto, verifica-se uma menor capacidade de transferência de água para a superfície sólida. Os resultados da estereoscopia mostraram heterogeneidade na área de interface entre a argamassa aplicada diretamente na superfície do concreto e homogeneidade na interface entre a argamassa e a superfície do emboço/bloco de concreto. Em conclusão, as características da capacidade das argamassas de emboço de metacaulim em transferir moléculas de água para substratos sólidos.
-
Mostrar Abstract
-
In the present work, characteristics of the adhesion capacity of plaster mortars applied to buildings were evaluated by combining ultrasonic wave propagation testing, infrared thermography (IRT), flexural traction and adhesion tensile strength. The investigation was carried out for mortars with metakaolin incorporated by addition and partial replacement of Portland cement in proportions of 5%, 10% and 15%. Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and stereoscopy analyzes were also carried out. They were used to investigate the morphological characteristics of the mortar surface. A simple theoretical model was made based on the strength of hydrogen bonds and the stoichiometric ratio SiO2/(Ca(OH)2 is used to advance a chemical approach to the adhesion capacity of plaster mortars. The results revealed that the model was useful for predicting aspects of the adhesion capacity of plaster mortars with the substrate. Furthermore, the XRD and SEM results showed the presence of important phases in the microstructures of the mortars, such as Portlandite and CSH, the adhesion resistance tests agreed with what was predicted by the model simple theoretical, where: average values similar to the reference were obtained, and the mortars prepared with the addition of metakaolin, which are superior to the corresponding adhesion strengths of the mortars prepared with cement replaced by metakaolin. The stereograms of the rupture interfaces revealed a non-homogeneous adhesion when the mortar is applied directly to the concrete substrate and homogeneous adhesion when the mortar is applied to the slab/concrete block substrate. Considering the tensile strength behavior in flexion, only the plaster mortar with 10% metakaolin incorporated presents better mechanical performance than the reference mortar. Furthermore, the propagation speed of the incident ultrasonic waves was useful in calculating the Young's modulus, which is associated with the adhesion capacity of plaster mortars. Furthermore, IRT results revealed significant water absorption by the substrate when a layer of roughcast was applied before the metakaolin plaster mortar. When plaster mortars are applied directly to the concrete substrate, there is a lower capacity to transfer water to the solid surface. The stereoscopy results showed heterogeneity in the interface area between the mortar applied directly to the concrete surface and homogeneity in the interface between the mortar and the surface of the plaster/concrete block. In conclusion, the characteristics of the ability of metakaolin plaster mortars to transfer water molecules to solid substrates.
|
|
18
|
-
JOSE EWERTON DA SILVA
-
ELETROSSÍNTESE AQUOSA DE PONTOS QUÂNTICOS TERNÁRIOS DE CALCOGENETOS DE CÁDMIO
-
Orientador : MARCELO NAVARRO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANDERSON CAIRES DE JESUS
-
EDUARDO PADRON HERNANDEZ
-
LIZETH CAROLINA MOJICA SANCHEZ
-
MARCELO NAVARRO
-
SEVERINO ALVES JUNIOR
-
Data: 12/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Neste estudo, foram sintetizados pontos quânticos (PQs) de CdS, CdSe, CdTe, bem como compostos ternários de CdSxSe1-x, CdSxTe1-x e CdTexSe1-x (onde x varia de 0,15 a 0,85) por meio de método eletroquímico em uma célula de cavidade em meio aquoso, utilizando ácido 3-mercaptopropiônico (MPA) como estabilizador, pH 9 e tratamento térmico de 2 horas. O processo eletroquímico envolveu uma eletrólise emparelhada, na qual enxofre, selênio e telúrio elementares foram reduzidos em um macroeletrodo de pó de grafite, gerando simultaneamente íons S2- /Se2- ;S2- /Te2- e Te2- /Se2- , enquanto uma barra de cádmio foi oxidada, produzindo Cd2+ para a eficiente formação dos PQs na razão desejada. Os PQs de CdSxSe1-x foram caracterizados por meio de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), espectroscopias de absorção e emissão UV-Vis, bem como análises voltamétricas cíclica e linear. A análise de DRX revelou parâmetros de rede que apresentaram uma tendência linear de redução à medida que a proporção molar de sulfeto aumenta na estrutura cristalina. A análise de HRTEM permitiu a determinação dos tamanhos das nanopartículas, que foram de 3,94 ± 0,70 nm (CdS), 4,23 ± 1,00 nm (CdS0,5Se0,5) e 4,12 ± 0,78 nm (CdSe). A energia da banda proibida (Egopt) dos PQs CdSxSe1-x foi determinada por espectroscopia de absorção UV-Vis e variou de 2,42 eV a 2,84 eV, apresentando um aumento com adição de sulfeto na estrutura. O mesmo comportamento foi observado para a Egelect, determinada por análises voltamétricas cíclicas e lineares, indicando a natureza de nanoligas dos PQs ternários eletrossintetizados. Para os PQs de CdSxTe1-x e CdTexSe1-x, foram realizadas caracterizações por meio de DRX e espectroscopias de absorção e emissão UV-Vis. A análise de DRX do CdSxTe1-x e CdTexSe1-x também revelou parâmetros de rede com uma tendência linear de redução à medida que a proporção molar de seleneto e sulfeto aumentava, respectivamente, na estrutura cristalina. O Egopt dos PQs CdSxTe1-x e CdTexSe1-x apresentaram valores de 2,29 eV a 2,84 eV, e 2,30 eV a 2,83 eV, respectivamente. Os resultados obtidos demonstram que o método eletroquímico utilizado permite a preparação de calcogenetos mistos de cádmio com propriedades controláveis.
-
Mostrar Abstract
-
In this study, quantum dots (QDs) of CdS, CdSe, CdTe, as well as ternary compounds of CdSxSe1-x, CdSxTe1-x and CdTexSe1-x (where x varies from 0.15 to 0.85) were synthesized by electrochemical method in a cavity cell in aqueous medium, using 3- mercaptopropionic acid (MPA) as stabilizer, pH 9 and thermal treatment of 2 hours. The electrochemical process involved a paired electrolysis, in which elemental sulfur, selenium and tellurium were reduced in a graphite powder macroelectrode, simultaneously generating S2- /Se2- ;S2- /Te2- and Te2- /Se2- ions, while a cadmium rod was oxidized, producing Cd2+ for the efficient formation of the QDs in the desired ratio. The CdSxSe1-x QDs were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), UV-Vis absorption and emission spectroscopies, as well as cyclic and linear voltammetric analyses. The XRD analysis revealed lattice parameters that showed a linear reduction tendency as the molar ratio of sulfide increases in the crystalline structure. The HRTEM analysis allowed the determination of the nanoparticle sizes, which were 3.94 ± 0.70 nm (CdS), 4.23 ± 1.00 nm (CdS0.5Se0.5) and 4.12 ± 0.78 nm (CdSe). The band gap energy (Egopt) of the CdSxSe1-x QDs was determined by UV-Vis absorption spectroscopy and ranged from 2.42 eV to 2.84 eV, showing an increase with sulfide addition in the structure. The same behavior was observed for the Eg Elect, determined by cyclic and linear voltammetric analyses, indicating the nanoalloy nature of the ternary QDs electrosynthesized. For the CdSxTe1-x and CdTexSe1-x QDs, characterizations were performed by means of XRD and UV-Vis absorption and emission spectroscopies. The XRD analysis of CdSxTe1-x and CdTexSe1-x also revealed lattice parameters with a linear reduction tendency as the molar ratio of selenide and sulfide increased, respectively, in the crystalline structure. The Egopt of the CdSxTe1-x and CdTexSe1-x QDs presented values from 2.29 eV to 2.84 eV, and 2.30 eV to 2.83 eV, respectively. The results obtained demonstrate that the electrochemical method used allows the preparation of mixed cadmium chalcogenides with controllable properties.
|
|