O crescimento dos casos de infecções associadas à resistência bacteriana aos antibióticos convencionais representa um desafio significativo para a área da saúde, especialmente no tratamento de lesões cutâneas, onde a colonização por microrganismos patogênicos pode comprometer o processo de cicatrização e levar ao desenvolvimento de infecções crônicas. Nesse contexto, a engenharia tecidual e a ciência dos biomateriais têm direcionado esforços para o desenvolvimento de materiais avançados capazes de prevenir infecções e, simultaneamente, promover a regeneração tecidual. Dentre os polímeros biodegradáveis e biocompatíveis, a policaprolactona (PCL) destaca-se como uma matriz promissora para aplicações biomédicas devido à sua elevada estabilidade térmica, versatilidade de processamento e compatibilidade com aditivos funcionais. A incorporação de nanopartículas metálicas em matrizes poliméricas surge como uma estratégia eficiente para a obtenção de materiais multifuncionais, capazes de desempenhar funções estruturais e antimicrobianas. O óxido de zinco (ZnO), em particular, apresenta propriedades antimicrobianas, anti-inflamatórias e antioxidantes, além de ser reconhecido como um material seguro para uso biomédico. Seu desempenho pode ser potencializado por diferentes rotas de síntese, como a síntese verde utilizando extratos vegetais, a exemplo do Aloe vera, que atua como agente redutor e estabilizante, bem como pela dopagem com prata, conhecida por ampliar a eficácia antimicrobiana. Diante disso, este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar nanocompósitos de PCL incorporados com nanopartículas de ZnO puro, ZnO sintetizado por rota verde com extrato de Aloe vera (ZnO-ALE) e ZnO dopado com prata (ZnO:Ag), visando avaliar suas propriedades morfológicas, estruturais, térmicas e mecânicas, além da atividade antimicrobiana in vitro. As nanopartículas foram sintetizadas por diferentes metodologias e incorporadas à matriz polimérica nas concentrações de 5% e 10% em massa, sendo os nanocompósitos processados de forma a garantir uma dispersão adequada das partículas. A caracterização dos materiais foi realizada por técnicas complementares, permitindo analisar a influência do tipo e da quantidade de nanopartículas nas propriedades finais dos nanocompósitos. A atividade antimicrobiana foi avaliada frente às bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus, microrganismos de elevada relevância clínica, frequentemente associados a infecções comunitárias e hospitalares, e conhecidos por seus mecanismos de resistência a antimicrobianos β-lactâmicos. Os resultados indicaram que a incorporação das nanopartículas conferiu aos nanocompósitos atividade antimicrobiana significativa, com diferenças de desempenho associadas à natureza da nanopartícula e à sua concentração na matriz polimérica, destacando-se os sistemas contendo ZnO-ALE e ZnO:Ag. Além disso, foram observadas melhorias em propriedades mecânicas da PCL, evidenciando o potencial dos nanocompósitos desenvolvidos como materiais multifuncionais. Dessa forma, os nanocompósitos de PCL contendo ZnO e suas variações apresentam elevado potencial para aplicações biomédicas, especialmente no desenvolvimento de curativos com ação antimicrobiana, contribuindo para o avanço de estratégias alternativas no controle de infecções e na promoção da regeneração tecidual.

Preparar nanofios metálicos com potencial aplicação na nanotecnologia e investigar a influência dos parâmetros de eletrodeposição na microestrutura, na organização das multicamadas e nas propriedades magnéticas de nanofios de Ni, Co e Ni/Co. Ainda, pretende-se avaliar sua aplicabilidade em blindagem contra interferência eletromagnética (EMI SE). Sintetizar nanofios de Ni, Co e nanofios multissegmentados Ni/Co utilizando eletrodeposição assistida por membranas de AAO, variando parâmetros como tempo de deposição e ordem de adição das soluções eletrolíticas. Caracterizar estruturalmente as amostras obtidas, empregando DRX para identificar fases cristalinas e possíveis orientações preferenciais. Avaliar a morfologia, alinhamento e composição elementar dos nanofios por meio de MEV e EDS. Determinar as propriedades magnéticas estáticas, obtendo parâmetros como magnetização de saturação (Ms), coercividade (Hc) e razão Mr/Ms por VSM. Investigar as propriedades magnéticas dinâmicas, com foco na anisotropia e na resposta em altas frequências, utilizando Ressonância Ferromagnética (FMR). Analisar o desempenho dos nanofios em blindagem eletromagnética (EMI SE) por meio dos parâmetros-S, correlacionando eficiência de absorção e reflexão com a microestrutura e composição das amostras. Estabelecer correlações entre parâmetros de síntese, estrutura cristalina, organização de multicamadas e desempenho magnético e funcional, visando otimizar a fabricação de nanofios para futuras aplicações nanotecnológicas.

Os pontos quânticos (PQs) são nanopartículas (NPs) semicondutoras que apresentam propriedades ópticas e físico-químicas singulares, as quais têm atraído seu uso para o desenvolvimento de plataformas biossensoras fotoeletroquímicas. Essa tecnologia tem se destacado como uma estratégia promissora, principalmente devido à integração de processos ópticos e eletroquímicos, a qual resulta em sensibilidade analítica associada a baixos níveis de ruído de fundo. Nesse âmbito, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma plataforma fotoeletroquímica baseada em PQs de CdTe imobilizados em lâminas de óxido de índio e estanho (ITO – Indium Tin Oxide), em associação com a lectina ligadora de manose (MBL), visando sua aplicação no reconhecimento de carboidratos, incluindo os glicanos expostos na superfície de arbovírus da Zika (ZIKV) e da Dengue (DENV, sorotipos 1 e 3). Os glicanos expostos na superfície viral desempenham papéis essenciais no reconhecimento celular e na evasão imunológica. A MBL é relevante nesse contexto pois é uma lectina capaz de interagir com arranjos de D-manose e N-acetil-D-glicosamina na presença de íons cálcio. A influência do tamanho dos PQs na geração da fotocorrente também foi investigada. Assim, PQs de CdTe, estabilizados com ácido mercaptosuccínico, com emissão no verde (PQG) e no vermelho (PQR) foram sintetizados e caracterizados opticamente. As lâminas de ITO foram silanizadas, com posterior imobilização covalente dos PQs. O PQR apresentou melhor desempenho fotoeletroquímico e propiciou uma fotocorrente de cerca de 6× maior que a do PQG, além de conferir estabilidade à fotocorrente em ciclos sucessivos de iluminação, permanecendo fluorescente na plataforma por pelo menos 60 dias. Paralelamente, ambos os PQs foram conjugados covalentemente a anticorpos IgG. A conjugação foi avaliada pelo ensaio fluorescente em microplaca (EFM), e o PQR apresentou maior eficiência, sugerindo que a robustez da superfície das NPs pode estar associada ao seu desempenho fotoeletroquímico. A MBL foi imobilizada na plataforma ITO/Silano/PQR e sua funcionalidade foi avaliada por meio da interação com a manana, como modelo de glicano. Interessantemente, a MBL atuou como elemento facilitador de transferência de cargas, propiciando um aumento na fotocorrente. Observou-se uma redução significativa da fotocorrente após incubação com a manana (15 min) somente na presença de cálcio, confirmando a especificidade do reconhecimento via MBL. Ademais, a plataforma foi capaz de reconhecer glicanos expostos nas superfícies de ZIKV e DENV após 15 min de incubação, apresentando respostas fotoeletroquímicas diferenciadas entre os vírus, atribuídas às variações nos arranjos de carboidratos e à acessibilidade dos glicanos do envelope viral. ZIKV e DENV 1 apresentaram reduções de fotocorrente próximas, entre 55–60%, indicando que a MBL os reconhece de forma similar, nas condições avaliadas. Por outro lado, DENV 3 promoveu uma menor redução, de ~43%, indicando uma menor afinidade com a MBL. Assim, este estudo contribuiu para a compreensão do papel dos PQs em plataformas fotoeletroquímicas e para o desenvolvimento de uma ferramenta capaz de reconhecer glicanos de arbovírus via MBL, com potencial para investigar perfis glicobiológicos em plataformas de biossensoriamento.

As plataformas biossensoras eletroquímicas têm se destacado como alternativas promissoras aos métodos convencionais de diagnósticos, devido à elevada sensibilidade, rapidez de resposta e potencial de miniaturização. O desempenho desses dispositivos depende dos materiais empregados na modificação da superfície do eletrodo, sendo os nanomateriais uma estratégia promissora para a melhoria de desempenho. Nesse contexto, os pontos quânticos (PQs) à base de calcogenetos de prata, como o seleneto de prata (Ag2Se), possuem uma menor toxicidade em comparação aos PQs à base de cádmio e chumbo, além de emissão na “janela biológica” e superfície ativa para a conjugação, com potencial de aplicação em plataformas biossensoras eletroquímicas. Diante disso, este trabalho teve como objetivo sintetizar PQs de Ag2Se, utilizando o ácido ascórbico (AA) ou borohidreto de sódio (NaHB4) como agentes redutores e avaliar sua aplicação no desenvolvimento de plataformas biossensoras para a detecção da proteína E do vírus da dengue sorotipo-3 (DENV-3). Os PQs foram sintetizados em meio aquoso, visando obter nanomateriais biocompatíveis e com superfície funcionalizável, sendo caracterizados por técnicas espectroscópicas e físico-químicas. A plataforma eletroquímica foi construída a partir da modificação do eletrodo impresso de carbono com polipirrol aminado (PPyam), permitindo a imobilização covalente dos PQs e, posteriormente do bioreceptor Anti-DENV-3. A caracterização da plataforma foi realizada por voltametria de pulso diferencial e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados demonstraram a influência do agente redutor e dos parâmetros de síntese sobre a intensidade e estabilidade da emissão dos PQs, sendo os sintetizados com NaBH4 mais estáveis e com maior intensidade de emissão em comparação aos obtidos com AA. A imobilização dos PQs e a conjugação do anticorpo Anti-DENV-3 na plataforma promoveu um aumento na transferência de carga, indicando modificações no eletrodo. Na detecção da PE (DENV-3), observou-se a diminuição da corrente, associada à formação do imunocomplexo. No entanto, observou-se variações no desempenho possivelmente relacionadas ao excesso de agente estabilizante que também se liga ao eletrodo modificado e à baixa concentração dos PQs. De modo geral, os resultados demonstraram que os PQs sintetizados utilizando o NaBH4 como agente redutor apresentaram maior estabilidade ao longo do tempo e intensidades de emissão superiores àquelas observadas para os PQs sintetizados com AA. Já a plataforma EIc/PPyam/Ag2Se/Anti-DENV-3 apresenta potencial em biossensoriamento eletroquímico, e que ajustes na síntese e concentração dos PQs podem colaborar para se alcançar uma maior sensibilidade e reprodutibilidade analítica.

Os pontos quânticos (PQs) são nanomateriais promissores para diversas aplicações, como catálise, biomedicina e dispositivos optoeletrônicos, em razão de suas propriedades ópticas e eletrônicas ajustáveis. Apesar do uso de PQs baseados em Cd e Pb, cresce a demanda por materiais ambientalmente amigáveis. Nesse contexto, os calcogenetos de prata destacam-se como alternativas alinhadas aos princípios da química verde, sendo o telureto de prata (Ag₂Te) um material pouco explorado, especialmente em rotas sintéticas aquosas. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma rota sintética hidrofílica para a obtenção de PQs de Ag₂Te, usando L-cisteína (L-Cys) como estabilizante e ácido ascórbico (AA) como agente redutor. Ferramentas quimiométricas foram utilizadas para otimizar os parâmetros de síntese, incluindo as razões molares Ag:Te, L-Cys:Ag e AA:Te, além do tempo de síntese e da purgação com gás N₂. Os resultados de fluorescência indicaram que a condição experimental S5 (Ag:Te = 4:1; L-Cys:Ag = 3:1; AA:Te = 2,5:1) apresentou a maior intensidade de emissão. O tempo de síntese de 1 h provou ser o melhor, pelo mesmo motivo. A influência da purgação com N₂ não foi conclusiva, pois os resultados não foram reprodutíveis. As análises de fluorescência, FTIR e DRX forneceram evidências da formação dos PQs de Ag₂Te, com perfis espectrais e fases cristalinas compatíveis com os reportados na literatura, além de indícios de funcionalização pela L-Cys. O potencial Zeta médio de −17,8 mV mostrou uma estabilidade coloidal aceitável do núcleo. Em etapas posteriores, foram feitas tentativas de recobrimento do núcleo com ZnS visando maior estabilidade e aprimoramento das propriedades ópticas. Não foi possível obter o revestimento empregando tiouréia como precursor de enxofre, devido a obstáculos nas condições sintéticas, como baixa temperatura e reações paralelas. No entanto, observou-se um indicativo de formação da casca ao usar Na₂S por gotejamento, resultando em aumento significativo na emissão em comparação ao núcleo de Ag₂Te original. Enquanto a FWHM na síntese S5 obteve uma média de 84,5 meV, a síntese com a casca obteve média de 62 meV, indicando melhoria nas propriedades ópticas.

Os impactos ambientais associados à produção de cimento têm impulsionado a busca por alternativas sustentáveis, baseadas no reaproveitamento de resíduos industriais. Nesse contexto, este trabalho investigou a viabilidade técnica da incorporação do resíduo proveniente do processo de Soldagem a Arco Submerso (SAS) como substituto parcial da cal e do cimento em argamassas de emboço, visando reduzir o consumo de matérias-primas convencionais e promover a valorização de um subproduto industrial amplamente gerado no Brasil. Foram desenvolvidos três sistemas: argamassa de referência (RcEF), argamassa com substituição de 10% da cal por resíduo (SCL10) e argamassa com substituição de 10% do cimento por resíduo (SCM10), todos formulados no traço 1:1:6 (cimento:cal:areia) e relação água/aglomerante constante. A metodologia envolveu ensaios físicos no estado fresco (índice de consistência e densidade de massa) e no estado endurecido (absorção de água por capilaridade, resistência à compressão e resistência à tração na flexão), além de caracterizações químicas e microestruturais por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescência de Raios X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados mostraram que o desempenho do resíduo depende do precursor substituído. No estado fresco, a substituição da cal pela escória, reduziu o índice de espalhamento, indicando maior coesão, enquanto a substituição do cimento manteve a consistência próxima ao traço de referência. Ambos os sistemas com resíduo apresentaram densidade de massa ligeiramente superior à REF e foram enquadrados na classe DF4, com valores superiores a 2,0 g/cm. No estado endurecido, o sistema SCL10 apresentou incrementos de até 30% na resistência à tração na flexão, além de ganhos na resistência à compressão, atribuídos ao efeito filler reativo e ao refinamento microestrutural. Já o sistema SCM10 apresentou incrementos mais modestos na resistência à tração, de aproximadamente 10% aos 7 dias e 4% aos 28 dias, acompanhados de reduções na resistência à compressão em relação ao sistema de referência. As análises microestruturais confirmaram a presença das fases típicas da hidratação do cimento, como C–S–H, etringita, portlandita e calcita, sem formação de compostos deletérios, evidenciando boa integração do resíduo à matriz cimentícia. Portanto, a escória de arco submerso apresenta potencial técnico para aplicação em argamassas de emboço, contribuindo para a redução do consumo de recursos naturais e para o avanço de práticas alinhadas à sustentabilidade e à economia circular na construção civil.

O poli(N-vinilcaprolactama) (PNVCL) é um polímero biocompatível e termorresponsivo, cuja transição de solubilidade ocorre próxima à temperatura fisiológica. Uma das suas limitações é a processabilidade no estado fundido, que restringe suas aplicações, podendo ser contornada com adição de aditivos ou pela combinação com outros polímeros. Assim, o presente trabalho foi estruturado em três abordagens: i) preparação por casting de blendas poliméricas de PNVCL com o poli(ácido láctico) (PLA), em proporções próximas à razão equimolar, permitindo um estudo de miscibilidade e morfologia; ii) processamento térmico do PNVCL plastificado com glicerol; iii) obtenção de blendas poliméricas de PNVCL/PLA processadas no estado fundido com baixos teores de PNVCL (10 e 20 %), visando conciliar desempenho e viabilidade produtiva. As blendas PNVCL/PLA obtidas por casting foram confirmadas por caracterizações físico-químicas, revelando morfologia heterogênea com domínios esféricos dispersos na matriz. Sendo observado por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (micro-FTIR) a presença simultânea dos polímeros em ambas as fases, com predominância de PNVCL na fase dispersa e PLA na fase contínua, indicando a parcial miscibilidade. Os filmes desenvolvidos foram termossensíveis, passando de transparentes a opacos entre 34 e 32 ºC. O processamento no estado fundido por injeção e extrusão do PNVCL com glicerol foi alcançado com sucesso, mantendo a termorresponsividade. Embora o avanço dos estudos foi limitado em razão das dificuldades relacionadas à síntese do polímero em larga escala. As blendas de PNVCL/PLA processadas no estado fundido foram obtidas com êxito, sendo evidenciado miscibilidade parcial e heterogeneidade morfológica. As propriedades mecânicas das blendas revelaram-se intermediárias ou inferiores em relação aos polímeros precursores, influenciadas pela estrutura multifásica e adesão interfacial restrita, enquanto que as análises reológicas confirmaram a viabilidade de processamento. A termorresponsividade das blendas foi observada mediante a opacificação dos filmes em torno de 33 ºC, como também pela variação do ângulo de contato com a temperatura. Por fim, os ensaios de biodegradação mostraram que os filmes de PLA não foram suscetíveis a biodegradação, todavia as blendas apresentaram uma pequena progressão de perda de massa. Os resultados obtidos ampliam o conhecimento sobre o PNVCL em sistemas com PLA e glicerol, ressaltando a viabilidade de processamento no estado fundido e potencializando novas alternativas de processo e perspectiva de aplicações.

A alta demanda global por cimento Portland causa impactos ambientais significativos, sendo responsável por cerca de 8% das emissões mundiais de CO2. Como alternativa, surgem adições minerais e aglomerantes mais ecológicos, que consomem menos energia e liberam menos gases de efeito estufa. Nesse contexto, os geopolímeros se destacam como opção sustentável para a construção civil. O metacaulim, usado como precursor reacional na síntese de geopolímeros, apresenta composição estável e ampla disponibilidade. Além disso, esses materiais permitem o aproveitamento de diversos resíduos industriais, como o resíduo de gesso (RG), que requer custos com disposição em aterros especiais. Sua adequabilidade para uso em geopolímeros reside na composição rica em íons cálcio, que favorece a geopolimerização e pode melhorar propriedades mecânicas. Alguns estudos já incorporaram resíduos industriais com gesso e obtiveram geopolímeros superiores. Grandes volumes de resíduo de gesso são gerados na fabricação de louças sanitárias, a qual utiliza moldes de gesso alfa para conformação das peças. Esse resíduo apresenta arranjo cristalográfico e propriedades mecânicas distintas do gesso comum, o que lhe confere potencial para aplicações de maior desempenho. Diante disso, este estudo visou produzir geopolímeros com propriedades mecânicas superiores por meio da incorporação do resíduo de moldes de gesso alfa, contribuindo para a redução dos custos com precursores geopoliméricos e para a minimização dos impactos ambientais associados ao descarte desse resíduo industrial. Foram testadas três razões molares SiO₂/Al₂O₃ (2,0; 2,5; 3,0), dois teores de RG (5% e 10%) e duas temperaturas de cura (22 °C e 80 °C). A razão molar SiO₂/Al₂O₃ 2,0 não resultou em geopolímeros estáveis, enquanto as razões 2,5 e 3,0 geraram matrizes resistentes. A adição de 5% de RG aumentou expressivamente a resistência. No entanto, o uso de 10% de RG na síntese de geopolímeros trouxe ganhos limitados, indicando saturação do sistema. A cura a 80 °C acelerou as reações, reduziu a porosidade e elevou o desempenho mecânico, apesar do maior gasto energético. As análises FRX, TG, DRX, FTIR e MEV/EDS mostraram que as formulações bem-sucedidas apresentaram matriz amorfa estável, ligações químicas consistentes e microestrutura homogênea. A melhor composição de precursores e condições de cura foi a amostra RM3.0-RG5-T80, cujo desempenho foi atribuído à rede mais densa e à formação de fases secundárias de preenchimento de poros, como C–A–S–H e gesso residual. Conclui-se que o uso de RG alfa em geopolímeros é técnica e ambientalmente viável, contribuindo para valorizar resíduos e mitigar impactos ambientais. No entanto, é necessário aprofundar estudos sobre durabilidade, resistência à flexão, absorção de água e desempenho em escala industrial, visando aplicação segura e otimizada.

A celulose bacteriana (BC) é um biopolímero que pode ser obtido de fontes renováveis. É biocompatível, poroso e possui boas propriedades mecânicas. Muitas pesquisas têm se concentrado no uso de BC para aplicações biomédicas, embalagens de alimentos, purificação de água, blendas condutoras. Dentre os polímeros condutores, a polianilina (PAni) tem ganhado destaque devido à sua boa condutividade elétrica, boa estabilidade química e facilidade de síntese, porém, apresenta baixa solubilidade e baixa resistência mecânica. Portanto, a combinação das propriedades do PAni em uma matriz BC resulta em um filme polimérico, flexível, poroso e condutor. Neste trabalho foi utilizada uma nova rota de preparação de blendas condutoras à base de polianilina e celulose bacteriana, obtida pelo método convencional (meio de cultura Hestrin-Schramm) e um método alternativo (meio de cultura Salino). Foram comparados e avaliados através das análises estrutural, morfologia e condutividade pelo método de impedância. Os filmes de BC-PAni foram posteriormente avaliados como sensores de vapor de amônia, liberado durante a deterioração do peixe em condições ambientais. Os resultados de MEV, UV-Vis, FTIR, DRX e Raman, indicam que estas blendas têm características estruturais, de acordo com a literatura. Os filmes obtidos com tempo de polimerização mais curto (5 minutos) apresentaram maior condutividade após a dopagem (7,70 × 10⁻⁴ e 2,38 × 10⁻3 S cm⁻¹) comparados aos produzidos em meio de Hestrin-Schramm e salino, respectivamente. Os filmes têm boa reversibilidade e estabilidade, tanto nas propriedades ópticas quanto nas elétricas dos filmes, uma característica essencial para sensores reutilizáveis. A variação de cor dos filmes ao longo de um período de 6 dias, indicou mudança de verde (correspondente à forma de sal esmeraldina do PAni) para azul (base esmeraldina), conforme o peixe se deteriorava. Dessa forma, esses materiais são promissores para sensoriamento de aminas como etiquetas colorimétricas de baixo custo para monitorar o frescor de peixe em embalagens inteligentes.

A produção de hidrogênio via processos fotoeletroquímicos representa uma das estratégias mais promissoras para a crise energética global, combinando o uso da energia solar com materiais semicondutores de baixo custo e alta estabilidade. De modo geral, neste trabalho, buscou-se o aprimoramento da performance fotoeletrocatalítica de nanotubos de TiO2 (NTs) por meio de três abordagens principais: estudo de eletrólitos, otimização dos parâmetros de anodização e modificação estrutural com óxido de grafeno reduzido (rGO). Na etapa inicial do estudo, avaliou-se a influência de diferentes agentes sequestradores de buracos, conhecidos como hole scavengers, sobre a eficiência fotoeletrocatalítica dos nanotubos (NTs). Verificou-se que moléculas como o glicerol promoveram um aumento significativo na taxa de produção de hidrogênio quando comparadas a eletrólitos convencionais. Esses resultados evidenciam o papel determinante da polarizabilidade do solvente, da relação C:O e do potencial redox na dinâmica de transferência de carga e, consequentemente, na eficiência global do processo. Em seguida, a aplicação da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), associada ao planejamento experimental CCD, permitiu otimizar os parâmetros de anodização eletroquímica, resultando NTs mais longos, ordenados e com propriedades estruturais ajustadas para reduzir a resistência de transferência eletrônica. Para essa condição otimizada, foi alcançada uma taxa de produção de hidrogênio de 280 µL.cm-2.h-1 utilizando glicerol como eletrólito, apresentando uma estabilidade eletroquímica significativamente superior às condições anteriores, o que confirma a eficácia da abordagem de otimização. Por fim, a incorporação de óxido de grafeno (GO) durante a anodização, seguida de sua redução in situ a rGO em atmosfera controlada, resultou em compósitos TiO2/rGO com propriedades estruturais e eletrônicas superiores ao TiO2 puro. A caracterização Raman confirmou a restauração parcial da rede sp2, enquanto as análises eletroquímicas evidenciaram menor resistência de transferência de carga, maior tempo de vida dos portadores e fotocorrente até o dobro do NTs puro. Como consequência, a produção de hidrogênio atingiu valores máximo de 3,8 mL.cm-2 em 120 min, cerca de 20 vezes maior do que o NTs puro, utilizando solução de S2-/SO32-. De forma integrada, os resultados obtidos demonstram que a escolha adequada do eletrólito, o controle preciso dos parâmetros de anodização e a modificação estrutural com rGO são estratégias complementares e sinérgicas para maximizar a eficiência de nanotubos de NTs na geração de hidrogênio solar, consolidando este sistema como uma alternativa promissora para aplicações em energia.

O ser humano, em sua busca contínua por evolução, alcançou avanços significativos, especialmente na
criação de produtos que facilitam a vida cotidiana. No entanto, esse progresso gerou um crescimento

acelerado da economia e urbanização, com impactos profundos no meio ambiente. A Terceira Lei de
Newton pode ser aplicada ao comportamento humano, pois afirma que toda ação gera uma reação de
igual intensidade, mas em direção oposta. Um exemplo disso é a criação de poluentes, conhecidos como
contaminantes emergentes (CEs), que representam riscos à saúde humana e ao equilíbrio ambiental.
Estudos sobre nanopartículas demonstraram que algumas têm o potencial de prevenir a poluição da água,
interagindo e reduzindo os CEs. A nanociência e nanotecnologia têm diversas aplicações, como em
biomedicina, diagnóstico e catálise. O óxido de zinco (ZnO) é um material promissor, devido à sua
atividade fotocatalítica superior a materiais tradicionais. Estratégias como dopagem são utilizadas para
modificar e melhorar suas propriedades de superfície.
A pesquisa tem como objetivo desenvolver nanopartículas de ZnO funcionalizadas com nióbio (Nb) e
fucose (C6H12O5), analisando suas propriedades físicas e químicas para avaliar a aplicação contra CEs sob
irradiação de luz visível. A combinação de ZnO, fucose e cloreto de nióbio melhora a degradação de
corantes em água, aumentando a capacidade fotocatalítica de decompor compostos orgânicos em águas
residuais, facilitando sua remoção de forma mais eficiente. O novo composto apresenta estabilidade
aprimorada, acelerando as reações, purificação e reduzindo a pegada ecológica dos corantes nos
ecossistemas aquáticos.
Durante o processo, as amostras foram preparadas com diferentes proporções e concentrações, contendo
fucose, ZnO, NbCl5, Zn(NO3)2, NaOH, álcool isopropílico e etílico. As reações ocorreram em forno a
diferentes temperaturas e tempos. As amostras foram caracterizadas por técnicas como difração de raios
X (DRX), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de varredura (MEV),
FTIR, espectroscopia Raman, magnetometria MPMS-SQUID, RPE e UV-Vis.
Os resultados mostraram que o ZnO nanométrico funcionalizado com NbCl5 e fucose, produzido pelo
método de co-precipitação, manteve a estrutura cristalina de wurtzita do ZnO, mesmo após a dopagem. A
dopagem alterou propriedades como o tamanho das partículas e a distribuição de vacâncias de oxigênio.
Os fotocatalisadores à base de ZnO apresentaram partículas com tamanhos entre 31 e 36 nm, com o band
gap reduzido de 4,37 eV para 1,18 eV, efeito atribuído ao NbCl5 e fucose, bem como às vacâncias de
oxigênio geradas. A terceira etapa do processo obteve uma remoção fotocatalítica máxima de 85% do
poluente azul de metileno em 120 minutos de irradiação de luz, um aumento de eficiência de 40% e uma
taxa de remoção 1,86 vezes mais rápida do que o ZnO não dopado. Essa pesquisa sugere que a
combinação de ZnO dopado com NbCl5 e fucose pode ser uma solução eficaz para a remoção de
contaminantes emergentes da água, representando uma alternativa sustentável e eficiente no tratamento de
águas residuais.

Os óxidos condutores transparentes são amplamente utilizados devido à sua combinação única de
transparência óptica e condutividade elétrica. Dentre esses materiais, o óxido de estanho dopado com
flúor (SnO2:F) se destaca por sua disponibilidade, facilidade de deposição e desempenho promissor,
especialmente em dispositivos fotovoltaicos. O presente estudo investigou a deposição de filmes finos de
SnO2:F pelo método de nebulização por pirólise, utilizando um sistema automatizado controlado por
software com o microcontrolador Arduino UNO, visando um processo de baixo custo e maior
reprodutibilidade. Os filmes foram depositados sobre substratos de vidro, analisando-se a influência do
teor de flúor (0%, 0,2%, 0,4% e 0,6%) e da razão água/etanol (10%, 20%, 30% e 40%). Na primeira
etapa, as amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de
varredura (MEV) e espectroscopia UV-VIS. Os resultados mostraram uma estrutura cristalina rutílica
tetragonal, com distribuição homogênea e transmitância óptica superior a 60%. A espessura variou entre
0,875 e 0,694 μm. O estudo estatístico indicou que a melhor dopagem foi de 0,4% de flúor, resultando em
uma resistência elétrica de aproximadamente 22,4 Ω/cm2. Na segunda etapa, analisou-se a influência da
razão água/etanol na deposição. A resistência elétrica dos filmes variou conforme a proporção de água na
solução precursora, com valores de 4,52 Ω/cm2, 3,62 Ω/cm2, 7,92 Ω/cm2 e 22,42 Ω/cm2 para teores de
água de 10%, 20%, 30% e 40%, respectivamente. Foram realizadas caracterizações estruturais (DRX),
morfológicas (MEV) e ópticas (UV-VIS), além da análise da rugosidade superficial. Os filmes foram
aplicados no desenvolvimento de células fotovoltaicas, e os resultados preliminares indicaram um
desempenho compatível com filmes comerciais de SnO2:F. No entanto, estudos adicionais são
necessários, considerando que a montagem das células envolve múltiplas camadas que podem influenciar
no desempenho final. Dessa forma, a deposição de SnO2:F por nebulização pirólise é uma abordagem
viável para a obtenção de filmes condutores transparentes, com grande potencial para aplicações em
dispositivos fotovoltaicos e optoeletrônicos.

A presente dissertação teve como objetivo reproduzir e caracterizar
nanopartículas de sílica mesoporosa do tipo MCM-48, bem como avaliar sua aplicação como
sistema carreador de ácido ferúlico (AF) em estratégias terapêuticas para transtornos
depressivos. As nanopartículas foram sintetizadas por meio do método de Stöber modificado e
funcionalizadas com 3-(aminopropil)trietoxisilano (APTES), a fim de aumentar sua afinidade
com o composto bioativo. A caracterização dos materiais foi realizada por meio de diferentes

técnicas analíticas, incluindo microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X
(DRX), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análises térmicas (TG/DTG/DSC), potencial
zeta, índice de polidispersão (PDI) e análise de área superficial específica (BET). A adsorção do
ácido ferúlico foi confirmada espectroscopicamente, e a citotoxicidade foi avaliada em células
endoteliais cerebrais primárias de camundongo e na linhagem humana HBMEC, submetidas a
diferentes tempos de incubação (3 h, 24 h e 72 h) e concentrações. Os resultados indicaram que a
MCM-48 apresenta boa biocompatibilidade e que a conjugação MCM-48-AF proporcionou
efeitos positivos na viabilidade celular, especialmente após 24 horas na concentração de 100
μg/mL, superando, em alguns casos, a eficácia do ácido ferúlico livre. Além disso, um ensaio de
permeabilidade simulando a barreira hematoencefálica, com marcação por rodamina 6G,
evidenciou a retenção das nanopartículas no filtro, limitando sua passagem. Apesar dos
resultados promissores, o tempo elevado necessário para a adsorção do ácido ferúlico
compromete a viabilidade comercial da conjugação, ressaltando a necessidade de estudos
adicionais para aprimoramento da tecnologia proposta.

A busca por novas alternativas para a indústria da Construção Civil é uma necessidade econômica, sustentável e ambiental. Diante dessa questão, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar três diferentes conjuntos de argamassas com incorporação de carepa de laminação, em que foram avaliadas suas propriedades químicas, físicas, microestruturais e desempenho mecânico, visando obter argamassas sustentáveis. Assim, foram produzidos corpos-de-prova (CPs) cilíndricos e prismáticos em diferentes tipos de incorporação: argamassa de referência, argamassas com adição de carepa, com substituição parcial do cimento por carepa e com substituição parcial de areia por carepa, nas proporções de 10%, 20%, 30%, 40% e 50%. Além disso, foram realizados ensaios de fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS). Também foram realizados ensaios físicos e mecânicos como determinação da densidade de massa, índice de consistência, absorção de água por capilaridade, resistência à compressão axial e resistência à tração na flexão. A partir das análises de FRX foi possível verificar o aumento nos teores de óxido de ferro e redução no óxido de cálcio com a incorporação da carepa. No que diz respeito às análises de DRX foi possível verificar a presença de compostos como alita e portlandita, comum em argamassas cimentícias. Os espectros de FTIR confirmaram a presença de grupos funcionais a partir de bandas de absorção referentes ao estiramento Si– O. Nas micrografias obtidas por MEV observou-se pequenas modificações na morfologia dos compósitos com o aumento da porcentagem de carepa, e o EDS corroborou com os dados obtidos no FRX. Do ponto de vista físico, observou-se que a adição de carepa influenciou o índice de espalhamento e a densidade das misturas, enquanto a absorção de água por capilaridade apresentou redução em algumas formulações com carepa. Em relação ao desempenho mecânico, verificou-se que a resistência das argamassas apresenta alteração com o aumento da quantidade de carepa, especialmente nas misturas com substituição parcial do cimento. Entretanto, as argamassas com substituição parcial da areia apresentaram desempenho mecânico considerado satisfatório. Finalmente, pode-se concluir que a utilização de carepa em argamassas pode representar uma alternativa técnica e ambientalmente viável, alinhando-se aos princípios do desenvolvimento sustentável e da economia circular na Construção Civil.

A crescente busca por materiais funcionais, sustentáveis e de alto desempenho tem impulsionado pesquisas com nanomateriais de carbono. O grafeno de múltiplas camadas (MLG), obtido por métodos mecanoquímicos, destaca-se como alternativa versátil e promissora, pois mantém propriedades associadas ao deslizamento dos planos de grafeno no grafite e permite agregar novas funções. Trabalhos no laboratório LandFoton (DQF/UFPE) vêm propondo a funcionalização do MLG com nitrogênio durante a esfoliação do grafite, via mecanoquímica, sob alta pressão de N₂ (2 a 8 bar), em processo desenvolvido no Grupo, com o objetivo de agregar a função de transporte de macronutrientes para plantas ao pó de grafite amplamente utilizado na agricultura mecanizada para reduzir o atrito entre sementes em plantadeiras. Considerando a importância de rastrear esse material grafítico, em particular em vegetais mais consumidos na dieta, este estudo teve como principal objetivo o desenvolvimento de compósitos híbridos imprimíveis para viabilizar novos processos de rastreamento desse material grafítico em hortaliças. O compósito produzido foi constituído de três fases: uma fase fotopolimerizável (resinas Anycubic ECO White e 3DLAB Clear/Alta Temperatura, compatíveis com impressão 3D por estereolitografia por máscara - MSLA); uma fase orgânica (clorofila da hortaliça por extração etanólica); e uma fase grafítica (MLG funcionalizado por mecanoquímica). Para a produção da fase orgânica, utilizou-se como cultivar-modelo o quiabo, Abelmoschus esculentus (L.) Moench, cultivar Santa Cruz 47, já selecionada em trabalhos anteriores do Grupo por ser amplamente cultivada em áreas tropicais no Brasil e, em particular, na região Nordeste, devido à boa adaptabilidade ao clima, alta produtividade e potencial para cultivo orgânico sustentável. Assim, a extração etanólica da clorofila foi realizada por maceração de folhas de A. esculentus (cultivar Santa Cruz 47). A fase grafítica foi constituída por MLG-N, produzido por esfoliação sob 2 bar de N₂ (200 kPa), em jarro especial de aço, acoplado a workstation Ultra-Turrax™ (IKA), com pós de grafite Sigma-Aldrich e Alfa Aesar. Foram sintetizados complexos de Eu³⁺ e Tb³⁺, ligados ao MLG visando a possíveis usos como rastreadores fotônicos, mas o material mostrou-se fitotóxico à germinação das sementes em experimentos de cultivo indoor, nas mesmas estufas dos ensaios que demonstraram a eficácia da funcionalização com nitrogênio na germinação dessas sementes. Para as caracterizações, foram utilizadas técnicas de espectroscopia óptica, FTIR, Raman, TG e MEV/EDS. Diante da inviabilidade do rastreamento fotônico, realizou-se prova de conceito (PoC) para avaliar a eficácia da espectroscopia de deflexão fototérmica (PDS) como processo inovador para análise comparada de corpos de prova impressos com o compósito híbrido. Escolheu-se a acetonitrila para imersão do corpo de prova, devido à forte dependência de seu índice de refração com a temperatura, o que amplifica a deflexão fototérmica do feixe do laser-sonda que tangencia a superfície do corpo de prova impresso, altamente plano e liso. A deflexão é provocada pela lente térmica produzida na superfície da amostra irradiada, aqui por fonte de xenônio e por um diodo emissor de luz (LED grow), ambos pulsados, com detecção síncrona por amplificador lock-in. A PoC foi positiva para a identificação do MLG-N, resultando em um novo processo que envolve a produção de corpo de prova impresso em 3D com compósito híbrido e o uso da PDS para esse fim.

A falsificação é um problema recorrente que gera prejuízos trilionários para a economia mundial. Além
das consequências econômicas devido à falsificação de bens de consumo e artigos de luxo, a falsificação
apresenta grandes riscos à saúde humana. Nanomateriais fotoluminescentes com múltiplas emissões tem
sido bastante investigado para a codificação de informações. A síntese de Carbon Dots (CDs)
dopados/funcionalizados com elementos como P e N vem permitindo obter materiais com emissões de
fluorescência, fosforescência, fluorescência atrasada em um único material, expondo seu potencial para
uso em segurança. Neste trabalho, desenvolveu-se Carbon Nanodots (CNDs), a partir da
monoetanolamina e ácido fosfórico, através de síntese assistida por micro-ondas, variando o tempo de 1-3
min. Os materiais sintetizados apresentaram tamanho médio de partícula de 3,99 nm, com distribuição
uniforme e baixa polidispersividade. Através de FTIR observou-se a presença dos grupos funcionais de
superfície -C–O, -C–N, -P–O, -P–N, -C=O, -C=N -P=O que são responsáveis pelas múltiplas emissões.
Os CNDs apresentaram transições eletrônicas π-π* ( =270 nm) e n-π* (=330 nm) que levam a emissão
do núcleo carbônico, devido ao confinamento quântico, e dos estados de superfície causados pela
dopagem com os heteroátomos, respectivamente. Os CNDs em suspensão aquosa apresentam
fluorescência no azul (λEm=420 nm) com rendimento quântico de 11,83% quando excitado no
comprimento de onda λEx=350 nm. A emissão máxima é deslocada de acordo com o comprimento da
excitação seguindo o deslocamento de Stokes. Os CNDs em estado sólido, surpreendentemente,
apresentaram múltiplas emissões de fosforescência a temperatura ambiente (FTA) sintonizáveis com o
comprimento de onda de excitação. Verificou-se também a presença da múltipla fosforescência
sintonizável em meio aquoso a baixa temperatura (77K), assim como no estado sólido. A FTA está
relacionada com a presença de umidade, com isso o material se apresentou como um excelente sensor de
umidade. A boa dispersabilidade em água permitiu o processamento e deposição dos CNDs por
impressão, com impressora jato de tinta convencional. Os impressos em condições ambientais de
umidade, apresentaram apenas a fluorescência no azul. No entanto, ao retirar a umidade através do
aquecimento ou vácuo o impresso passou a exibir fosforescência intensa no verde, visível a olho nu, por
pelo menos 12 segundos, tempo este suficiente para a captura de imagens codificadas. Dessa forma, o
material mostrou-se promissor para codificação de dados a partir da supressão da fosforescência com a
presença da umidade. Por fim, os CNDs foram purificados combinando técnicas de cromatografia com
precipitação utilizando solventes com diferentes polaridades. Com esta purificação pode-se constatar que
a síntese resultou em dois tipos de CNDs com propriedades óticas luminescentes bem semelhantes, porém
com pequenas diferenças nos espectros de excitação. Os CNDs purificados apresentaram diferentes
massas moleculares, 590,4 u.a e 748,5 u.a. Além disso, o CNDs com massa molecular maior não possui
afinidade com a acetonitrila pura, ocorrendo assim a precipitação, por outro lado este possui alta afinidade
com a água, justificando o fato deles serem bastante higroscópicos.

A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero obtido através de fermentação, e possui propriedades
únicas, como alta pureza, flexibilidade e grande capacidade de modificação, tornando-se uma matriz ideal
para a produção de materiais híbridos avançados, como películas magnéticas. Muitas vezes, a produção
de biopelículas magnéticas de CB, é realizada com a incorporação de nanopartículas de magnetita,
utilizando diversos processos, como a coprecipitação in situ e ex situ. Cada processo de produção, e

respectivos parâmetros envolvidos, pode resultar em características magnéticas diversas, adaptando este
material para diversos tipos de aplicação, como contrastes em ressonância magnética, esquemas
tratamento de efluentes, sensores etc. Dentre estas aplicações, há a blindagem contra ondas
eletromagnéticas (EMI), uma área em crescimento, devido aos avanços de tecnologias que utilizam EMI,
e impactos causados por estas, na saúde e ambiente. Neste trabalho, foram desenvolvidos materiais
híbridos de celulose bacteriana incorporados com nanopartículas de magnetita. Inicialmente, foram
investigados diferentes meios fermentativos para a produção de películas de CB, onde o meio de cultura
enriquecido com milhocina apresentou uma maior produção de fibras. Em seguida, foram investigados
métodos de síntese e incorporação de nanopartículas de magnetita nas biopelículas de CB, onde foram
avaliados os métodos de coprecipitação in situ e ex situ, em biopelículas intactas e processadas,
características morfológicas e magnéticas foram analisadas. O material obtido via coprecipitação ex situ,
com CB processada apresentou resultados satisfatórios, como elevada magnetização de saturação, e
controle reacional. Com isto esta metodologia foi otimizada, com a adoção de uma velocidade de agitação
elevada, mudança na proporção de reagentes, e etapa de purificação das nanopartículas obtidas. Com as
otimizações, as partículas obtidas apresentaram comportamento superparamagnético, um menor diâmetro
de cristalito, e os materiais de CB produzidos atingiram maiores magnetizações de saturação. Estes
materiais foram testados para a aplicação em blindagem contra EMI, e apresentaram resultados que
indicam a possibilidade de sua utilização em pastilhas multicamadas, como matriz para a adição de outros
dopantes, e para bloquear a poluição secundária, gerada pela reflexão de ondas eletromagnéticas.

O estudo conduzido nesta pesquisa foi dividido em três etapas distintas, cada uma
contribuindo de maneira significativa para o avanço do conhecimento na área. A primeira etapa, realizada
no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), teve importância crucial na produção
das amostras e na aquisição de conhecimento substancial sobre litografia por feixe de elétrons (EBL). As
medidas experimentais, auxiliadas pelo Vector Network Analyzer (VNA), combinadas com simulações
micromagnéticas, desempenharam um papel determinante na definição do rumo da pesquisa. A segunda

etapa envolveu a adaptação da infraestrutura da UFPE, resultando na fabricação bem-sucedida da amostra
Ni300, representando um progresso notável, embora ainda sendo necessário otimizações. Na terceira
etapa, utilizou-se a infraestrutura da UFPE para fabricar matrizes de nanopilares 40 x 40 com três formas
geométricas distintas (quadrado, triângulo e disco), que foram caracterizadas com sucesso por meio das
técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), da microscopia de força atômica (AFM) e sua
composição química através da técnica de mapeamento em linha via espectroscopia por energia
dispersiva (EDS). Os resultados revelaram a influência da geometria na absorção de campo e na dinâmica
de magnetização, destacando a importância dos cantos das amostras na ressonância ferromagnética
(FMR). Em conjunto, esses achados fornecem insights valiosos para aplicações futuras em dispositivos e
materiais magnéticos nanoestruturados, contribuindo significativamente para o avanço da área.

Devido à grande versatilidade e potencial aplicação em diferentes áreas, os polímeros de
coordenação (PCs) têm atraído a atenção de diversos pesquisadores. Suas propriedades são
provenientes não apenas da combinação de características intrínsecas de cada unidade de
construção, orgânica (ligante, isto é, espécie com pelo menos dois sítios doadores de elétrons) e
inorgânica (centros metálicos), mas também de novas funções obtidas pela combinação desses
blocos e estrutura resultante. PCs combinando o ligante tiazolo[5,4-d]tiazolato (Thz2−) e
lantanídeos, especificamente Sm3+-Eu3+, foram previamente sintetizados por cristalização aberta,
e cristalizam na estrutura bidimensional, com fórmula Ln2(C6N2S2O4)3.(H2O)8].4H2O. O presente
trabalho reporta a síntese hidrotermal e caracterização de novos polímeros de coordenação
utilizando o tiazolo[5,4-d]tiazol-dicarboxilato de sódio (Na2Thz) e sais terras raras (Sm3+, Eu3+
,
Tb3+ e Y3+). Os espectros de infravermelho (FTIR) confirmaram a preservação do ligante Thz e
sua coordenação com os íons em todas as estruturas. A difração de raios-X de pó forneceu
evidência de que os compostos são todos isoestruturais com os previamente reportados, com a
possibilidade de uma fase secundária em alguns dos produtos. Os PCs de Eu3+, Sm3+ e Tb3+
mostraram características luminescentes específicas dos íons em seus respectivos sistemas. Para
o sistema Sm1-xEux-Thz, a análise de espectros de absorção e fotoluminescência indicou uma
sensibilidade térmica significativa, com os compostos mostrando promissora dependência
térmica de suas emissões. Os espectros de excitação e emissão de Gd-Thz, utilizados como
controle, permitiram a identificação dos estados excitados e suas transições. O espectro de
excitação em estado estacionário de Gd-Thz foi adquirido monitorando a emissão a 450 nm. O
espectro de emissão em estado estacionário (SS) correspondente (λEx = 340 nm) exibe duas
bandas largas sobrepostas, em contraste, o espectro de emissão resolvido no tempo (TR) (λEx =
340 nm) mostra apenas uma banda larga na mesma região espectral da segunda banda de
emissão SS (550 - 750 nm). Em particular, o sistema Sm0.9Eu0.1-Thz demonstrou ser altamente
eficaz como termômetro luminescente, com um coeficiente de sensibilidade térmica superior a
1% K−1.

Nesse trabalho foram sintetizados nanocompósitos híbridos baseados em
nanopartículas (NPs) de óxidos metálicos (Co x Fe y O z ) e aerogéis de óxido de grafeno reduzido
(Aerografenos), sem dopagem (rGO) e com dopagem de nitrogênio (NrGO), através de abordagens ex-
situ, simples e facilmente escaláveis. A dopagem confere aos aerografenos propriedades físicas e
mecânicas proeminentes relacionadas à porosidade, área superficial, flexibilidade e, principalmente,
condutividade elétrica. O NrGO exibiu 7,96 at% de N, demonstrando uma dopagem eficiente e alto teor
de sítios de nitrogênio ativo da matriz aerografeno. As bandas características de ligações C- N/C=N foram
identificadas, com alta relação N/O de 1,37. A matriz condutora NrGO apresentou apenas 5 camadas,
indicando excelente qualidade, e morfologia mesoporosa com alta interconexão de poros que refletiram
em área superficial de 995,6 m 2 /g. A matriz rGO também apresentou 5 camadas, porém, área de 738,0
m 2 /g. O primeiro método utilizado para produção dos nanocompósitos foi de mistura direta, permitindo
obter uma boa distribuição das NPs de Fe3O4 (magnetita) na matriz de aerogel NrGO e explorar o
interessante mecanismo de entumecimento. Esse mecanismo resultou em um aumento expressivo da área
superficial, atingindo 1317,0 e 1456,0 m 2 /g para rGO e NrGO, respectivamente. A mistura direta permitiu
que as NPs mantiveram mesma fase cristalina nos nanocompósitos. Isso foi comprovado tanto para Fe 3 O 4
quanto para CoFe 2 O 4 (ferrita de cobalto). Esse resultado foi distinto ao obtido na utilização do método ex-
situ hidrotermal, identificando-se mudanças para fases mais oxidadas, como a Fe 2 O 3 (hematita), e
estruturas com morfologias notáveis. O nanocompósito Fe 3 O 4 @NrGO obtido por mistura direta foi
investigado na área de blindagem contra poluição eletromagnética (EMI SE), obtendo-se para pastilhas
livres de aglutinante ultra finas e leves uma média de 1593 dB/cm ou dB/g na faixa da banda- X
normalizada pela espessura ou massa. Os valores normalizados pela espessura e pela massa foram
superiores aos reportados na literatura. As vantagens das pastilhas de Fe 3 O 4 @NrGO também foram
investigadas para aplicações em sistemas de armazenamento de energia, especificamente em
supercapacitores, indicando boas perspectivas no cenário atual.

A síntese e aplicação de nanoestruturas magnéticas (NMs) sempre despertam interesse no campo de
materiais devido ao seu vasto potencial em diversas aplicações, como agentes de contraste para diagnóstico
e como carreadores de medicamentos. Além disso, há evidências na literatura de que as NMs possuem
propriedades antimicrobianas, especialmente quando combinadas com outros materiais em diferentes
funcionalizações. Essas estruturas são frequentemente integradas a polímeros ou outros materiais. Neste
trabalho, desenvolveu-se um nanocompósito magnético fotopolimerizável, para impressão 3D de
superfícies nanotexturizadas, caracterizadas pela presença de nanoespículas alinhadas quase verticalmente,
com arranjo inspirado na disposição quase aleatória das vigas da obra de arte Beam Drop Inhotim,
combinando propriedades magnéticas e antimicrobianas. Para isso, nanoespículas formadas por
nanobastões magnéticos de óxido de ferro foram sintetizadas utilizando as rotas de refluxo e hidrotérmica.
Esses nanobastões foram incorporados a uma resina fotopolimerizável comercial, originando um
nanocompósito magnético imprimível. A impressão 3D por estereolitografia com máscara digital foi
implementada, empregando um campo magnético em tempo real com ímã de neodímio em cada camada.
As caracterizações das nanoestruturas e nanocompósitos foram conduzidas utilizando espectroscopia de
infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, magnetometria de amostra
vibrante, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Tais técnicas
evidenciam que os nanocompósitos mantêm as capacidades de impressão presentes na resina base, além de
apresentarem propriedades magnéticas e uma superfície nanotexturizada única, especificamente no
nanocompósito contendo nanobastões magnéticos (quando curado sob ação de campo magnético). Por fim,
a nova nanotextura demonstra potencial para aplicações antivirais e antibacterianas, mediante ajustes na
distribuição e comprimento dos nanobastões.

Pontos quânticos (PQs) são nanocristais semicondutores fluorescentes com propriedades ópticas e eletrônicas singulares, tornando-se materiais promissores para aplicações em sensoriamento, imagem e dispositivos optoeletrônicos. Devido a sua elevada área superficial e capacidade de funcionalização, esses nanomateriais apresentam grande afinidade por espécies químicas específicas, permitindo seu uso como nanossondas sensíveis e seletivas. Contudo, a maioria dos PQs amplamente estudados contém metais pesados, como cádmio e chumbo em sua composição, e são frequentemente sintetizados em meio orgânico, o que compromete sua aplicação em contextos ambientais. Neste trabalho, foi proposto o desenvolvimento e a aplicação de pontos quânticos como nanoplataformas funcionais em abordagens analíticas voltadas à determinação de ânions (CO₃²⁻, HCO₃⁻, SO₃²⁻ e HSO₄⁻) e metais, como o Cu e Cr. Inicialmente, por serem materiais bem estabelecidos pela literatura, o que facilita sua utilização em contextos não convencionais, foram preparados PQs hidrofílicos de CdTe estabilizados com cisteamina (CdTeCIS), ácido mercaptossuccínico (CdTe-MSA) e glutationa (CdTe-GSH) para a detecção dos ânions CO₃²⁻, HCO₃⁻, SO₃²⁻ e HSO₄⁻, demonstrando possuírem propriedades ópticas favoráveis e alta fotoestabilidade. Os resultados de detecção revelaram um aumento gradual na intensidade de emissão dos PQs de CdTe-CIS, proporcional à adição de maiores concentrações dos ânions e, além disso, os PQs também demonstraram interação inespecífica favorável aos ânions de interesse, sobretudo ao CO32-. Paralelamente, foram desenvolvidos PQs ternários de AgInSe₂ livres de metais pesados, sintetizados em meio aquoso por rota coloidal aprimorada por otimização multivariada. Essa abordagem permitiu a identificação das condições experimentais mais adequadas para maximizar a emissão dos nanocristais, que apresentaram banda de emissão centrada em 735 nm e energia de bandgap de 1,69 eV, além de estrutura cristalina típica de nanomateriais, com fase cristalina associada à tetragonal e pequena distribuição de tamanhos, com tamanho médio de 5,6±0,6 nm, conforme caracterizações ópticas e estruturais. Na busca por rotas sintéticas mais sustentáveis, agentes redutores alternativos, como ácido ascórbico e glicose, foram empregados com sucesso em substituição ao borohidreto de sódio. As análises revelaram que a natureza e dos redutores influenciaram diretamente o tamanho, as propriedades ópticas e a estabilidade coloidal dos PQs. Os sistemas obtidos com ácido ascórbico em menor nível (0,675 mmol) apresentaram as melhores propriedades ópticas, como maior homogeneidade espectral, menor diâmetro médio e bandgap de 1,86 eV, evidenciando a viabilidade do uso de redutores verdes. Os nanocristais sintetizados também foram explorados como intensificadores de sinal em espectrometria de emissão óptica por plasma induzido por laser assistida por nanopartículas (NELIBS), com resultados promissores quanto à amplificação espectral, com aumentos significativos de mais de 5 vezes o sinal da linha espectral do cobre, e pelo menos 1,5 vez o sinal da linha espectral de cromo. Acredita-se que este estudo contribui para o avanço de rotas sintéticas sustentáveis e a aplicação de pontos quânticos coloidais em duas frentes complementares: (i) o uso nanossondas fluorescentes baseadas em PQs para detecção de ânions em meio aquoso, e (ii) e o desenvolvimento e utilização de nanoplataformas funcionais sustentáveis aplicadas à amplificação de resposta analítica, com vistas à análise de espécies metálicas. Os resultados abrem novas perspectivas para o emprego de nanomateriais livres de metais tóxicos em sensores ambientalmente mais seguros e versáteis para aplicações analíticas.

A falta de medicamentos capazes de estimular a neoformação óssea e combater efetivamente os microrganismos torna o tratamento da periodontite um desafio significativo na odontologia. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de materiais inovadores, com propriedades antimicrobianas e capacidade de promover neoformação óssea, voltados ao tratamento de infecções odontológicas, particularmente a periodontite. Diante disso, este trabalho propôs a síntese e caracterização de dois sistemas distintos: a estrutura metal-orgânica híbrida Ga-MIL-116 decorada com nanopartículas de prata (Ga-MIL-116@AgNPs) e nanopartículas do análogo de gálio do azul da Prússia (GaPBNPs), obtidas em duas formulações: GaPBNPs-PVP e GaPBNPs-Quelante. Os materiais foram sintetizados por métodos hidro/solvotermal e de duplo precursor, seguindo protocolos otimizados, e caracterizados por técnicas como difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia UV-Visível (UV-Vis), análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados obtidos confirmaram a formação dos materiais com alta cristalinidade e estabilidade térmica. A incorporação das nanopartículas de prata (AgNPs) ao Ga-MIL-116 foi confirmada pelas modificações observadas nos padrões de DRX, nos espectros de FTIR e através das análises de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), associadas ao mapeamento por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). A atividade antibacteriana foi avaliada contra Streptococcus mitis e Streptococcus pneumoniae, principais patógenos associados às doenças periodontais. Ga-MIL-116@AgNPs apresentou efeito bactericida significativo em concentrações a partir de 3,9 µg/mL, atribuída à ação sinérgica dos íons gálio e prata, capazes de interferir na membrana bacteriana, inibir processos metabólicos e induzir estresse oxidativo. Por outro lado, GaPBNPs não exibiu atividade antibacteriana nas concentrações testadas, reforçando seu perfil voltado à biocompatibilidade e potencial regenerativo. Ensaios de viabilidade celular em linhagens osteoblásticas MG-63 indicaram que Ga-MIL-116@AgNPs apresentou citotoxicidade em concentrações superiores a 6 µg/mL, enquanto as formulações de GaPBNPs mantiveram viabilidade celular acima de 85% em concentrações até 100 µg/mL, evidenciando maior biocompatibilidade. Os resultados demonstram que Ga-MIL-116@AgNPs se destaca como um material com ação antimicrobiana potente, enquanto GaPBNPs se apresenta como uma plataforma altamente biocompatível, com potencial para aplicações voltadas à regeneração óssea, especialmente como suporte em terapias de reparo tecidual. Esta pesquisa contribui para o avanço dos biomateriais multifuncionais, unindo propriedades antimicrobianas (no caso do GaMIL-116@AgNPs) e osteogênicas (no caso do GaPBNPs), abrindo caminho para estudos in vivo e aplicação clínica no tratamento de doenças periodontais.

Complexos com íons lantanídeos têm despertado grande interesse em diversas áreas, especialmente em aplicações luminescentes, termometria, catalíticas e sensores. A temperatura é uma grandeza fundamental inerente a todos os sistemas que afeta processos químicos, físicos e biológicos, que quantifica a energia térmica. Nas escalas micro- e nanométrica, a temperatura pode ser particularmente relevante, sendo necessárias medições precisas e não invasivas, por exemplo, para compreender aspectos da troca de calor em dispositivos eletrônicos e microrreatores, em sistemas e terapias biológicas, no ambiente etc. A fotoluminescência de íons lantanídeos trivalentes, Ln(III), é particularmente adequada para medições de temperatura. Devido às suas características únicas como intensidades de emissão brilhantes, bandas estreitas de excitação e emissão, longos tempos de vida de emissão e ampla faixa espectral (que abrange do ultravioleta ao infravermelho próximo), esses íons estão sendo empregados em sensoriamento remoto por meio de termometria de luminescência raciométrica. No entanto, perda da luminescência em complexos de íons lantanídeos, especialmente Eu(III), sob irradiação UV, pode limitar suas aplicações, incluindo termometria, e a compreensão dos mecanismos de fotodegradação ainda é incipiente. Neste trabalho, os complexos de Eu(III) com EDTA (ácido etilenodiaminotetracético), Eu-EDTA, e com DPA (ácido dipicolínico), Eu-DPA, foram empregados com sucesso na previsão da temperatura de soluções aquosas dentro de 15-65 °C. Termômetros primários-T baseados nos espectros de excitação de Eu(III) foram desenvolvidos e validados. Esses termômetros têm uma equação termométrica do tipo exponencial deduzida das equações de taxa, com sensibilidade térmica previsível e alguns são autorreferenciais. Os termômetros Eu-DPA exibem precisão notável (MSD: −0,04%, MUD: 0,08%) e sensibilidades térmicas previsíveis variando de ca. 1 a 1,8% K−1. Os termômetros Eu- EDTA foram menos precisos (MSD: 0,1%, MSU: 0,6%) devido às suas menores intensidades de emissão causadas pelas moléculas de água coordenadas. A abordagem de regressão multilinear (MLR) proporcionou nove termômetros com precisão aprimorada (MSD: −0,01 a 0,0003% e MUD: 0,06 a 0,08% para Eu-DPA), particularmente para o sistema Eu-EDTA (MSD: 0,001 a 0,003% e MSU: 0,21 a 0,35%), bem como um aumento notável de cinco a seis vezes nas sensibilidades térmicas (~3,2 a 8,2% K−1). Esses resultados e descobertas são muito encorajadores para futuros desenvolvimentos da termometria de excitação, particularmente para meios biológicos simulados e reais. Para o estudo da fotoestabilidade, foram selecionados complexos contendo o íon Eu(III) e ligantes β-dicetonatos, como acetilacetonato (acac), 2- benzil-1,3-difenil-1,3-propanodiona (bdd), 2-etil-1,3-difenil-1,3-propanodiona (edd), 3-etil-2,4- pentanodiona (Et-acac) e 1-fenil-1,3-butanodiona (fb), além de análogos contendo grupos carboxilato e sulfeto/sulfóxido, como N-acetilbenzamida (fbN), N-benzoilbenzamida (dba) e os ácidos 2-(metiltio)benzoico (2S) e 2-(metilsulfinil)benzoico (2SO). Complexos inéditos formados com fb e bdd foram sintetizados e parcialmente caracterizados, contribuindo para a correlação entre as propriedades fotofísicas e dados de modelagem estrutural. A modelagem computational no nível de cálculo PBE1PBE/MWB52/6-31+G(d)(N,O), 6-31G(S,C,H) apresentou boa concordância com os dados experimentais. As energias dos estados excitados singletos e tripletos, obtidos via TD-DFT (CAM-B3LYP), indicaram forte tendência luminescente nos complexos analisados. Entretanto, a contribuição eletrônica dos ligantes nos primeiros estados excitados não foi suficiente para explicar a alta fotoestabilidade observada em alguns sistemas, o que indica a necessidade de aprofundamento em fatores como a presença de estados de transferência de carga ligante-metal (LMCT).

O presente trabalho visa obter nanobastões de óxido de zinco (ZnO) sobre substrato de silício utilizando a técnica de deposição por banho químico (CBD). Essas nanoestruturas têm atraído grande atenção nos últimos anos tornando-se cada vez mais importantes devido a sua interdisciplinaridade nos vários campos de pesquisa e por conduzirem a obtenção de novos materiais com melhores propriedades físicas e químicas. O ZnO pode ser sinterizado em distintas morfologias. Através do uso de diferentes técnicas e variando os parâmetros de temperatura e concentração dos precursores, pode-se ter controle da morfologia que será obtida. As nanoestruturas que eram almejadas e foram obtidas eram os nanobastões, na forma de wurtzita hexagonal, de ZnO. Os mesmos foram produzidos pelo método CBD, na superfície do substrato de silício, que passou por um processo de limpeza RCA para que ocorresse a remoção de todos os contaminantes existentes na superfície desse material, e caracterizados em distintos equipamentos. Sua estrutura hexagonal e morfologia foram observadas a partir da análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como estimados os tamanhos de alguns desses bastões. Na análise de difratometria de raios X (DRX) as amostras apresentaram espectros e padrões correspondentes ao material de ZnO, com picos agudos e estreitos que indicam uma boa cristalinidade do material. Outra caracterização que comprovou a qualidades dos nanobastões foi o espectro Raman, que apresentou sinais e bandas características dessas nanoestruturas. Os resultados indicaram êxito na produção de nanobastões de ZnO por meio da técnica CBD apresentando bons aspectos para aplicações em diversas áreas.

Redes metal-orgânicas (MOFs) são materiais híbridos que apresentam alto potencial de aplicação em diversas áreas de pesquisa. É possível obter estes materiais por diferentes rotas sintéticas, que de certo modo influenciam diretamente suas propriedades, tais como porosidade, cristalinidade e estrutura. Em geral, estas metodologias são bem estabelecidas, contudo, apresentam desvantagens, como longos tempos de síntese, necessidade de fornecimento de alta energia e/ou geração de subprodutos. Dessa forma a técnica não convencional de síntese por ablação a laser em meio líquido (ALAL) é vista como uma metodologia promissora para obtenção de materiais nanoestruturados, visto que este é um processo quimicamente limpo e rápido. Dentre os diferentes tipos de MOFs, destacam-se as redes metal-orgânicas luminescentes, compostas por componentes fotoativos, como os íons lantanídeos (Ln3+). Outro material promissor é o nióbio, um metal de grande disponibilidade em solo brasileiro, que apresenta características de alta estabilidade e ótimas propriedades de supercondutividade a baixas temperaturas. Portanto, este trabalho tem como objetivo a preparação e caracterização de MOFs de nióbio, de térbio e de európio com ligantes carboxilados a partir da ALAL com pulso ultracurto. Assim, foram obtidas redes de coordenação a partir dos ligantes ácidos 1,3,5-benzenotricarboxílico (H3BTC) e benzenohexacarboxílico (H6Mell) e os óxidos de térbio (Tb2O3) e európio (Eu2O3), com a mistura de solventes DMF:H2O, através da técnica de síntese por ablação a laser em meio líquido (ALAL). Estes produtos foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X de pó, espectroscopia FTIR, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoluminescência. Os produtos obtidos nas sínteses do Eu2O3 com o ligante BTC apresentaram boa correspondência com as MOFs relatadas na literatura; já com o ligante Mell, foi obtida uma rede de coordenação com estrutura morfológica inédita. Na síntese com Tb2O3, obteve-se no processo com o BTC um material misto do óxido de térbio com traços de MOF-76 e para o Mell observou-se a coordenação do metal com o ligante. Por fim, não foram obtidos produtos a partir da ablação do óxido de nióbio, possivelmente devido a presença de oxigênio no meio que reagiu com o Nb do meio, favorecendo a formação óxido impedindo a formação das redes. Os resultados das sínteses, bem como suas caracterizações, permitem concluir que a ALAL é uma rota sintética promissora, que realizando os ajustes corretos nos parâmetros do laser possibilita a obtenção de matérias nanoestruturados.

O aumento na acumulação de resíduos plásticos em aterros sanitários, corpos d'águaeáreas insulares, resultando na contaminação da vida selvagem e vegetação, temimpulsionado uma extensa investigação sobre materiais biodegradáveis comosubstitutos dos tradicionais derivados sintéticos do petróleo. Os polímeros biodegradáveis, destaca-se a PCL (Poli (ɛ-caprolactona)), surgem como alternativas promissoras em constante pesquisa, visando rivalizar com os polímeros à base depetróleo no futuro próximo. No presente estudo, a PCL, um poliéster alifáticosintético derivado da polimerização da caprolactona, foi explorada quanto às suas propriedades térmicas e físico-químicas sob a influência do óleo de Licuri in natura. Amistura interna dos materiais foi submetida a análises abrangentes, incluindo Pseudo- Avrami, Análise Termogravimétrica (TGA), Infravermelho Médio comTransformadade Fourier (FTIR), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) e MicroscopiaEletrônica de Varredura (MEV). Os resultados, obtidos através de análises comoAnálise dos Componentes Principais (PCA) e o programa Fityk, revelaramumahomogeneidade notável na morfologia do polímero e seus aditivos. Alémdisso, as propriedades térmicas, em particular as temperaturas de degradação máxima, exibiram uma notável similaridade entre o polímero e seus aditivos. Assim, sugere-seque essas análises sejam consideradas como ferramentas eficazes na caracterizaçãodemateriais relacionados às propriedades do polímero, proporcionando umacompreensão mais profunda e uma aplicação eficiente dos mesmos emprocessos futuros.

Neste presente trabalho discutimos o estudo, preparação e caracterização de novos compostos de coordenação a partir das β-dicetonas que são meus ligantes de 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona e 1,3-diphenyl-1,3-propanedione foram preparados tambem cristais de CuSCN(py)²-4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona e  CuSCN(py)²-1,3-diphenyl-1,3-propanedione, cristais esses que foram obtidos pelo método de crescimento por evaporação de solução que após  72 horas em repouso podemos adquirir cristais de CuSCN(py)²-4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona em formatos de agulhas e CuSCN(py)²-1,3-diphenyl-1,3-propanedione em formato de paralelogramos.  Também foram feitos analises antimicrobianas com o objetivo de mostrar a aficiencia dos nossos cristais para algumas bacterias. Para isso, foram utilizados quatro diferentes tipos de compostos. Os compostos estudados incluíram quatro variações principais. O primeiro foi um cristal de CuSCN(py)2-4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona. O segundo foi semelhante, mas incluiu um suporte de poliestireno (PS), denominado CuSCN(py)2-PS/4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona. Os outros dois compostos foram obtidos na forma de nanofibras através do método de eletrofiação, utilizando poliestireno (PS) como matriz polimérica. O terceiro composto consistiu em CuSCN(py)2-1,3-difenil-1,3-propanodiona. O quarto composto foi também um compósito, compreendendo CuSCN(py)2-PS/1,3-difenil-1,3-propanodiona. Os cristais foram caracterizados por Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), mapa de distribuição de elementos químicos e difração de raio x (DRX). A amostra CuSCN(py)₂-1,3-diphenyl-1,3-propanedione apresentaram características macroscópicas de cristal em formato de agulha, mas com analise do MEV foi evidenciado um crescimento sob forma de tentáculos nestes cristais, já quando este foi processado sob forma de nanofibras através do MEV notamos também que os cristais aparentam ter uma certa aderência e crescimento através das fibras de poliestireno.  Já os cristais de CuSCN(py)₂-4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona através do MEV foi possível observar a formação de cristais com características porosas e para as fibras deste mesmo material também foi observado um crescimento dos cristais através das fibras de poliestireno. Por fim, através das analises microbiológicas foi notado que os cristais tiveram bons resultados para o controle de atividades antimicrobianas nos tipos: para os cristais de CuSCN(py)₂-4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona tiveram bons resultados Enterococcus faecalis onde foi possível obter uma zona de inibição de 13,61 mm, Bacillus Subtilis com zona de inibição de 15,02 mm e Klebisiela Pneumoneae em zona de inibição de 16,30 mm. Para os cristais de CuSCN(py)₂-1,3-diphenyl-1,3-propanedione os melhores resultados foram para Enterococcus faecalis obteve uma zona de inibição de 12,5 mm e Klebisiela Pneumoneae com 13 mm mostrando que nossos cristais possuem uma atividade antimicrobiana promissora.

Os polímeros inteligentes, que respondem a estímulos externos, oferecem propriedades físico-químicas adaptáveis, o que os torna versáteis em diversas áreas de aplicação, sendo amplamente estudados pelas indústrias alimentícia, farmacêutica e biomédica. Uma classe notável desses polímeros são os termorresponsivos, como o poli(N-vinilcaprolactama) (PNVCL). O PNVCL exibe uma transição de fase próxima à temperatura corporal, apresentando caráter anfifílico com a variação de temperatura, além de ser biocompatível e ter baixa toxicidade. Suas propriedades e processabilidade podem ser alteradas através da combinação com outros polímeros, como no caso da copolimerização. O presente trabalho objetivou o estudo e o desenvolvimento do copolímero entre o poli(N-vinilcaprolactama) e o poli (butileno succinato), PNVCL-co-PBS, por meio de síntese orgânica. O poli (butileno succinato), (PBS) foi escolhido por ser um polímero biocompatível, biodegradável e facilmente processável no estado fundido, com aplicabilidade em diversos setores, embora sua aplicação na área biomédica ainda seja pouco explorada. Os precursores do copolímero foram sintetizados em laboratório e, após caracterização, foram utilizados na síntese do copolímero PNVCL-co-PBS. As características físicas e químicas dos materiais desenvolvidos foram avaliadas por meio de técnicas como espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier por reflexão total atenuada (FTIR-ATR), cromatografia de permeação em gel (GPC), termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial exploratória (DSC). Além disso, a termorresponsividade dos materiais foi analisada através dos ensaios de ponto de nuvem e medição do ângulo de contato. Os resultados indicaram a obtenção do copolímero PNVCL-co-PBS, mas será necessário análise mais específica, como a Ressonância Magnética Nuclear (RMN), para confirmar a natureza do material de forma irrefutável.

Os nanomateriais são estruturas que possuem tamanho na ordem de até 100 nm e possuem propriedades físico-químicas divergentes de materiais em escala maior. Dentre os materiais nanométricos os que são baseados em carbono, como os carbon dots, são amplamente estudados devido a sua biocompatibilidade, baixa toxicidade em sistemas biológicos, baixo custo e em muitos casos apresenta facilidade de funcionalização. Devido a ampla aplicabilidade esses materiais podem ser usados como biomarcadores, biossensores, carreamento de drogas, enzimas, entre outras aplicações. Sendo assim, esta pesquisa propõe fazer o uso de carbon dots sintetizados a partir da albumina sérica bovina (BSA) para ser aplicada como agente neutralizante de lentes de contato. A enzima peroxidase é encontrada em diversos organismos como plantas, bactérias e no ser humano e tem a função de quebrar as ligações do peróxido de hidrogênio (H2O2) para produzir oxigênio. Neste trabalho foram sintetizadas as nanopartículas NP, (NPFe) (NPMn) a partir da BSA, sendo que a nanopartícula NPFe foi dopada com ferro, enquanto que a nanopartícula NPMn foi dopada com manganês. Estudos da cinética de reação mostraram que as nanopartículas NP e NPFe apresentaram os melhores desempenhos de velocidade de reação e Km, sendo que a NPFe foi a melhor das 3 nanopartículas. A NPMn apresentou o pior desempenho e em concentrações consideradas baixas ela não apresenta nenhuma atividade enzimática. Os experimentos e os dados gráficos obtidos mostram que a nanopartícula NPFe apresentou um Km = 6,53 mmol.L-1 e Vmax = 5,33x10-6 mol.s-1, a NP apresentou Km = 21,37 mmol.L-1 e Vmax = 5,77x10-5 mol.s-1 e a NPMn apresentou Km = 131,45 mmol.L-1 e Vmax = 7,37x10-4 mol.s-1. Estes resultados sugerem que as nanopartículas NP e principalmente a NPFe apresenta grande potencial para ser aplicado com função de peroxidase, podendo ser aplicado em lentes de contato.

Os polissacarídeos têm atraído crescente interesse científico ao longo do tempo, não apenas por suas diversas aplicações, mas também por sua viabilidade econômica e sustentabilidade em comparação com polímeros sintéticos. Dentre esses, a quitosana destaca-se como um dos mais amplamente estudados. Derivada da desacetilação da quitina, o segundo polissacarídeo mais abundante do planeta, a quitosana apresenta características favoráveis, como biocompatibilidade, biodegradabilidade, atoxicidade e uma estrutura química versátil, devido à presença dos grupos hidroxila e amina, o que a torna adequada para diversas aplicações. Considerando sua adaptabilidade, o presente trabalho investiga a produção de filmes de quitosana, tanto dopados quanto não dopados, com nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) puras, dopadas com ácido fólico (AF@ZnO NPs) e dopadas com prata (Ag@ZnO NPs), visando avaliar suas propriedades estruturais, ópticas e elétricas. Foram analisados a eficiência da dopagem e os efeitos dessa dopagem em quatro diferentes concentrações, com foco em identificar qual dos nanocompósitos apresenta maior potencial para aplicação em supercapacitores. Para tanto, foram utilizadas diversas técnicas analíticas, incluindo difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectroscopia de dispersão de energia (EDS), espectroscopias UV-VIS, fotoluminescência e FTIR, análise termogravimétrica (TGA), teste de tração e ensaios de impedância. Os resultados indicaram uma dopagem eficiente com todas as variações de nanopartículas de ZnO, assim como o aprimoramento e adição de propriedades aos filmes, como melhoria da estabilidade térmica, aprimoramento de propriedades elétricas, aumento da resistência à tração e boa flexibilidade. Em particular, os nanocompósitos dopados com Ag@ZnO NPs demonstraram características adequadas para uso em supercapacitores, especialmente como parte dos separadores eletrolíticos.

O presente trabalho tem como objetivo a preparação de novos cristais líquidos liotrópicos, e o estudo de sua aplicação à espectroscopia de RMN como meios orientadores quirais para soluções aquosas. Foram sintetizadas duas bisimidas mesogênicas quirais e uma aquiral derivadas da conjugação do dianidrido perilenotetracarboxílico (BPI) com os aminoácidos: L-valina (BPI-LVal), L-leucina (BPI-LLeu) e Glicina (BPI-Gli) com rendimentos de 78%, 75% e 82%, respectivamente. Os compostos foram caracterizados por RMN de 1 H e de 13C. O estudo da influência da concentração e da temperatura na formação da fase nemática foi estudado por espectroscopia de RMN de 2H. As melhores condições para a uso dos mesógenos como meio orientador corresponderam a solução 0,5M a 23oC para a BPI-LVal, 0,3M a 27oC para a BPI-LLeu, e 0,2M a 25oC para a BPI-Gli. Para avaliação da eficiência das fases nemáticas como meios orientadores para as medidas dos acoplamentos dipolares residuais (RDCs) e anisotropias do deslocamento químico residuais (RCSAs) foram utilizadas as moléculas teste de sacarose e 5-norbornen- 2-ol. Os mesógenos BPI-LVal e BPI-Gli mostraram ser os meios de alinhamento mais eficientes para aplicação em RMN. O meio de alinhamento formado por BPI-LVal apresentou a vantagem de possibilitar a aquisição dos parâmetros isotrópicos e anisotrópicos na mesma temperatura. O composto BPI-LLeu formou a fase nemática, e mostrou-se eficiente para determinar a conformação da molécula de sacarose. O composto BPI-Gli formou a fase nemática com menor concentração do mesógeno facilitando a medida dos valores de RDCs e RCSAs, pois os sinais apresentaram-se mais estreitos.

A granada de ferro-ítrio (Y 3 Fe 5 O 12 ), também conhecida por YIG, tem atraído bastante atenção devido a sua facilidade de magnetização, alta resistividade elétrica e baixa largura de linha de ressonância ferromagnética, tornando-o assim um excelente material para a fabricação de dispositivos de armazenamento magnético-ótico e de micro-ondas. Na literatura poucos estudos vêm sendo realizados utilizando-se nanofios de YIG, logo temos como proposta deste trabalho a deposição de nanofios de YIG em membranas porosas de alumina pelo método sol-gel, um método relativamente barato e prático, por meio de um processo de síntese constituído de materiais de baixo custo. Assim, nanoestruturas alongadas de YIG foram produzidas através de um sol composto de reagentes metálicos precursores, depositadas em membrana porosa de alumina e submetidas a tratamento térmico em forno elétrico a 900 º C por 2h. Nanopartículas de YIG também foram produzidas sob as mesmas condições para efeitos comparativos. Os resultados obtidos através de medidas de difração de raios-X e espectroscopia Raman confirmaram a composição química do YIG e a presença de uma fase secundária de óxido de ítrio de ferro YFeO 3 , relativa a um dos componentes precursores formadores da granada. Análises de composição elementar através de espectroscopia por energia dispersiva (EDS) confirmaram proporções adequadas dos elementos constituintes da granada. Através de imagens de microscopia eletrônica de varredura foi possível observar a formação de nanoestruturas alongadas no interior dos poros, de até 5 µm de comprimento. As amostras foram submetidas a análise magnética por VSM, apresentando efeito ferromagnético, com campos coercitivo e remanentes de 21 Oe e 0,03 emu/g, respectivamente. Por meio de medidas de ressonância ferromagnética foi possível observar baixa anisotropia nas amostras, assim como estimar o tamanho de diferentes grupos de nanoestruturas alongadas formadas no interior dos poros, por meio de ajustes realizados na equação de Kittel. Ensaios de blindagem magnética na banda X permitiram observar uma baixa blindagem média efetiva, sugerindo estudos futuros sobre o comportamento da blindagem em faixas eletromagnéticas mais baixas.

As Redes Metalorgânicas, do inglês Metal-Organic Frameworks ou simplesmente MOFs, formam uma
classe de materiais constituídos por metais ou clusters metálicos coordenados por ligantes orgânicos
polifuncionais. Estes materiais apresentam estruturas cristalinas com poros ou canais que lhes conferem
alta área de superfície específica, tornando-os de grande interesse para aplicações em catálise, adsorção,
separação e armazenamento de gases etc. MOFs, M-BTC (M = Fe, Co) foram sintetizadas via método
solvotérmico usando o ácido trimésico (H3BTC) como precursor do ligante orgânico e posteriormente
usadas como precursores para a obtenção de nanocatalisadores metálicos dispersos em um suporte
carbonáceo obtido via pirólise. Estes catalisadores foram avaliados na hidrogenação de CO por síntese de
Fischer-Tropsch (SFT). Além disso, as MOFs e os produtos de pirólise foram testados em uma reação
modelo: a produção de hidrogênio por desidrogenação do borohidreto de sódio. As análises dos dados de
difração de raios-X confirmaram a cristalização de estruturas metalorgânicas para todas as composições
produzidas. Os difratogramas experimentais mostraram um único conjunto de picos que estão em boa
concordância com os do padrão simulado da MOF MIL-100(Fe). Os materiais pirolisados também foram
caracterizados por difração de raios-X, confirmando-se a formação dos respectivos óxidos metálicos,
além da provável presença de matéria carbonácea amorfa. As imagens obtidas por microscopia eletrônica
de varredura (MEV) revelaram a formação de aglomerados moles compostos por partículas de tamanho
submicrométrico ou manométrico nas MOFs contendo cobalto e aglomerados duros de tamanho
micrométrico na amostra contendo apenas ferro. As amostras pirolisadas por sua vez apresentaram
características morfológicas muito similares, sem evidência clara de influência da composição. Análises
texturais realizadas por fisissorção de N2 confirmaram uma baixa área de superfície para as amostras
monometálicas, aproximadamente 5 m2

/g. Por outro lado, as amostras bimetálicas F4C6B e F6C4B

apresentaram valores de área de superfície de 323 e 570 m2

/g, respectivamente. Surpreendentemente, este
comportamento não foi observado nos produtos de pirólise, onde houve um aumento significativo da área
de superfície seguindo o aumento do teor de ferro, atingindo aproximadamente 120 m2

/g para a amostra
P-FB. Adicionalmente, os materiais produzidos foram caracterizados por Espectroscopias no
Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica (ATG), Análise
Química por Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED) e
Espectroscopia de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES). As amostras obtidas
foram testadas como catalisadores heterogêneos para a reação de desidrogenação do NaBH4, tendo
apresentado alta atividade, com rendimentos em hidrogênio superiores a 90 % para temperaturas
inferiores a 50 °C. Estes resultados sugerem a viabilidade do uso de ambos, MOFs e produtos de pirólise,
em sistemas de recuperação de hidrogênio armazenado quimicamente em borohidretos. Além disso, as
amostras testadas nesta reação passaram a apresentar comportamento magnético, o que sugere a redução
das espécies catiônicas a espécies metálicas. Sendo assim, os resultados dos testes de desidrogenação do
NaBH4 também podem ser aproveitados no desenvolvimento de um estudo sobre a redutibilidade das
amostras testadas. Desta forma, percebe-se que os materiais desenvolvidos neste trabalho apresentam
características e propriedades desejadas para os catalisadores heterogêneos, podendo ser usados na
produção de hidrogênio via reações de desidrogenação. Para síntese de Fischer-Tropsch (FTS) temos a
hidrogenação de CO para hidrocarbonetos e CO como um caminho para converter CO2 antropogênico
combinado com a reação de deslocamento de água-gás reformada (CO2 + H2 ⇌ CO + H2O) para atender
objetivos econômicos e de desempenho - alta seletividade para C5+ e alta conversão de CO - requer
catalisadores metálicos baratos que sejam estáveis ao longo do tempo, altamente ativos e dispersos. Aqui,
usamos as MOFs monometálica e bimetálica MIL-100 para criar um catalisador estável, o catalisador
bimetálico Fe-Co converteu 67% do CO com 30% de seletividade para C5+ e 18% de seletividade para
C2-C5 a 300 °C. O catalisador monometálico converteu mais CO à mesma temperatura (87%), mas a
seletividade para C5+ foi inferior a 10%. A área de superfície do catalisador bimetálico foi superior a 650
m2
/g, enquanto foi apenas 20 m2

/g para o catalisador monometálico. A enorme diferença na área de

superfície é parcialmente explicada pelo volume de poros, que foi de 62 mL g

-1 para o bimetálico versus
11 mL g-1 para o monometálico, como confirmado pelos testes realizados, as MOFs se apresentam como
possíveis alternativas de catalisadores para as reações de hidrogenação de CO.

Pontos Quânticos (PQs) são nanocristais de semicondutores com excelentes propriedades ópticas por se encontrarem em regime de confinamento quântico. Têm encontrado aplicação em diversas áreas, como na biomedicina, nomeadamente como agentes de diagnóstico e teranósticos. Por exemplo, a associação de PQs fluorescentes à complexos de Gd3+ já empregados clinicamente origina agentes de contraste (ACs) para imagem por ressonância magnética (IRM), podendo assim serem utilizados em mais de uma técnica de imagem. A obtenção destes ACs nanoparticulados ajuda a suprimir a baixa sensibilidade da IRM, favorecendo o aumento no contraste observável na imagem. Neste trabalho, foram preparados sistemas multimodais utilizando PQs com diferentes composições, conjugados à complexos de Gd3+ derivados do DOTA e moléculas de ácido fólico (AF). Inicialmente, foram utilizados PQs de CdTe, bastante conhecidos na literatura, para estudar a rota de conjugação com os complexos através da ligação tiol-metal. Posteriormente, estudou-se a mudança para PQs de baixa toxicidade, como os Ag2Se, AgInSe2 e Cu2-xSe. Seguida da conjugação com AF de forma a preparar nanossondas multimodais ou agentes teranósticos. A caracterização óptica dos sistemas desenvolvidos indicou que a conjugação não prejudica as propriedades ópticas dos nanocristais e, em alguns casos, reduziu os defeitos de superfície. A partir das caracterizações relaxométricas, observou-se que os sistemas apresentaram resultados promissores, aumentando o r1 em até 2,5 vezes com relação ao DOTA comercial, indicando que o seu método de preparação foi eficiente na associação dos PQs com complexos de Gd3+. Os resultados obtidos até o momento mostram a potencialidade dos sistemas preparados baseados em PQs de prata para serem utilizados como ACs para IRM e imagem óptica. Ainda, os sistemas com PQs de Cu2-xSe se mostraram como potenciais ACs para IRM e agentes fototérmicos para tratamento de câncer.

Neste trabalho foram sintetizados compostos derivados do óxido de grafeno (GO), com propriedades de cristais líquidos (LC) liotrópicos, enxertados mediante polimerização radicalar dos monômeros: Nvinilpirrolidona (NVP) e ácido oleico (OLA). A solubilidade dos compostos foi testada observando-se a formação de fases liotrópicas em água, etanol, acetona, dimetilformamida e dimetilsulfóxido, mostrando alta dispersividade no último. Foram realizadas diversas caracterizações morfológicas por microscopia eletrônica de varredura, microscopias eletrônica de transmissão e espetroscopia Raman. A comprovação da presença dos polímeros enxertados nas lâminas de GO foi realizada por espectroscopia de infravermelho e análise termogravimétrica. A formação de fases nemáticas liotrópicas foi comprovada mediante espectroscopia de RMN de 2H.

A sensibilidade limitada e a dificuldade em obter um sinal reprodutível são dois dos principais desafios que impedem a aplicação prática dos substratos SERS. As nanopartículas de látex apresentam alta monodispersidade, uma característica crucial para a formação espontânea de macrocristais ordenados, que
podem ser utilizados em aplicações ópticas. Essas partículas surgem como uma alternativa para a preparação de substratos auto-organizados mais estáveis para Espectroscopia Raman de Superfície Aprimorada (SERS). Arranjos nanostruturados são altamente valorizados para a preparação de substratos SERS devido à sua excelente estabilidade e reprodutibilidade do sinal. Neste estudo apresentamos uma nova abordagem para fabricar substratos SERS ativo a partir de nanofilmes de látex e prata duplamente auto-organizados, possuindo alta sensibilidade ao analito. O método de preparação dos substratos SERS utilizado é econômico, fácil de operar e boa reprodutibilidade, além de reduzir a quantidade de reagentes e amostras e ao tempo de processamento e detecção. Esse método não apenas é rápido e eficiente, mas também apresenta excelentes perspectivas de aplicação. Além disso, o substrato se destaca pela capacidade de utilizar diferentes fontes de lasers de excitação, o que pode potencialmente melhorar a detecção de analitos em traços. A distribuição das AgNPs e sua localização nas bordas das nanopartículas de látex ajudam a criar hot spots de campo eletromagnético altamente densos, aumentando a interação entre o analito e o substrato e, consequentemente, melhorando os sinais de detecção do analito adsorvido na superfície do substrato. O limite de detecção para R6G nos substratos SERS foi de 0,5 ppb, com um AEF de até 83000 vezes. Foi possível detectar melamina em concentrações de até 100 ppb, e os substratos demonstraram uma estabilidade de 90 dias. A uniformidade macroscópica dos substratos garantiu a reprodutibilidade dos sinais SERS, tornando-os candidatos ideais para aplicações SERS.

A pele, maior órgão do corpo humano, permite a entrega de drogas de forma gradual, contudo a administração transdérmica de fármacos é útil apenas para um pequeno grupo de medicamentos porque a maioria dos compostos não pode atravessa-la em taxas terapêuticas. As extraordinárias propriedades de barreira do estrato córneo, a parte mais externa da pele, permitem que apenas certas moléculas, como as de baixo peso molecular, ou drogas lipofílicas, passem por ele. Essa baixa permeabilidade da pele pode ser contornada com o uso de microagulhas que são microestruturas pontiagudas projetadas para romper a pele atingindo a microcirculação dérmica, permitindo a entrega de macromoléculas, de forma indolor e segura. A manufatura aditiva fornece soluções versáteis, simples, de alta reprodutibilidade e precisão em escala micrométrica para a fabricação dessas microagulhas de maneira rápida, confiável e econômica. Este trabalho traz uma solução integrada para a impressão de microagulhas através da bioinspiração nas microestruturas dos pelos urticantes da Urtica dioica (L.), associando o desenvolvimento de um nanocompósito imprimível biocompatível com a ação autodescontaminante de superfícies devido a nanopartículas de prata fotorreduzidas in situ.

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.

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. 

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.

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. 

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. 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (NP_{chi_AA}), e na preparação e caracterização de filmes nanocompósitos (NC) à base da blenda PVA/AMD (50/50) incorporados com NP_{chi_AA}. As NP_{chi_AA} foram obtidas pelo método de gelificação iônica e caracterizadas quanto ao tamanho, estabilidade das suspensões, morfologia e atividade antioxidante. Para as NP_{chi_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 NP_{chi_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.

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.

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.

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).

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).

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.

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.

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.

Apresentamos um estudo da magnetoimpedância (MI) medida em elementos multicamadas preparadas através de fotolitografia óptica e pela técnica de deposição por sputtering. As nanoestruturas são compostas de camadas de [Py (100 nm) / Ti (6 nm)]4 / Cu (400 nm) / [Py (100 nm) / Ti (6 nm)]4 depositadas em silício (Si), onde Py (permalloy) é uma liga magnética com composição Ni₈₁Fe₁₉ e Ti e Cu representam, respectivamente, camadas metálicas de titânio e cobre. Foram feitas nanoestruturas na geometria de “fita”, um meandro com dois seguimentos na forma de “U”, bem como meandros com 12 seguimentos sendo um com os vértices “retangulares” e outro com os vértices “arredondados”. Laços de histerese foram obtidos à temperatura ambiente (T = 298K) utilizando um magnetômetro de amostra vibrante tipo VSM (Vibrating Sample Magnetometer). A contribuição diamagnética do Si obtida, permitindo assim obter a magnetização a magnetização das multicamadas. Foram obtidos valores para o campo coercivo HC de cerca de 5 Oe que é típico de ligas ferromagneticamente moles. As medidas da impedância elétrica (𝑍) foram feitas também em temperatura ambiente. O campo magnético for varrido no intervalo de ± 4,0 kOe tanto na configuração longitudinal quanto na transversal ao plano das amostras. A amplitude da corrente Iac foi mantida constante (= 2 mA) enquanto a frequência (𝑓) da corrente elétrica foi varrida de 100 kHz a 30 MHz. Os dados da MI apresentaram dois regimes distintos. Abaixo de 5 MHz a dependência de 𝑍 com 𝑓 é fortemente influenciada pela nanoestrutura magnética e pelo substrato, enquanto que acima de 15 MHz é observado uma ressonância associada a linha de transmissão composta pelos cabos coaxiais, conectores e pares contorcidos utilizados. Foram obtidos valores na faixa de 5 - 40 m Ω para a máxima variação de 𝑍 relativa ao valor medido em 4,0 kOe cujo valor depende da geometria da nanoestrutura. Foi investigada ainda a MI em uma estrutura com a geometria de fita depositada sobre vidro com os objetivos de confirmar a influência do substrato de Si e fazer uma comparação com dados medidos anteriormente em uma nanoestrutura similar. Para essa amostra obteve-se valores de ΔZ muito maiores (~ 600 mΩ) do que na depositada em Si (~ 40 mΩ). É também importante ressaltar que para as amostras depositadas sobre silício há uma forte dependência de 𝑍 com 𝑓 no intervalo de 100 kHz até 10 MHz. Os valores da resistência dc para as amostras depositadas em silício forão: 8,1 Ω (fita), 6,8 Ω (2-traços), 20,1 Ω (meandro de bordas quadradas) e 45,2 Ω (meandro de bordas redondas). Já para a amostra sobre vidro a resistência elétrica foi de 3,2 Ω. A contribuição do substrato de Si foi contabilizada utilizando-se um modelo CPE (Constant Phase Element) enquanto que para a ressonância associada a linha de transmissão utilizou-se um circuito ressonante tipo RLC. Por fim, os resultados da GMI foram interpretados utilizando o modelo desenvolvido para estruturas planares com geometria semi-infinita.

Neste trabalho, o bagaço de cana seco e carbonizado no forno nas temperaturas de 200, 325 e 450 °C foi utilizado como precursor de pontos de carbono através de uma síntese solvotermal. O nanomaterial fluorescente à base de carbono foi testado como marcador de etanol hidratado combustível para possível prevenção de fraudes e adulterações. Para isso, os pontos de carbono produzidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial zeta, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de absorção, espectroscopia de emissão e espectroscopia de infravermelho. Após serem sintetizados, os pontos de carbono apresentaram fluorescência azulada. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou nanopartículas com formato esférico ou quase esférico com tamanhos na faixa de 1 a 5 nm para o bagaço de cana seco e de 1 a 3,5 nm para o bagaço de cana carbonizado. Esses valores foram diferentes dos tamanhos observados no DLS, que variaram na faixa de 0,8 a 5.560 nm. Esses resultados associados aos de potencial zeta indicaram a formação de agregados de nanopartículas, resultado de uma certa instabilidade das amostras. Já os espectros de absorção dos pontos de carbono produzidos com o bagaço de cana seco e carbonizado no forno a 200°C apresentaram uma única banda larga, diferente do que é visto na literatura, mas dentro das faixas de 200 a 400 nm relacionados com transições eletrônicas carbono–carbono do núcleo aromático e de ligações de grupos funcionais na superfície. Os espectros de emissão do bagaço de cana seco e carbonizado a 200 °C apresentaram intensidades parecidas entre si, mas com larguras das bandas a meia altura diferentes. Para o bagaço carbonizado o valor foi de 110 nm, enquanto a do bagaço de cana seco foi de 85 nm. Os pontos de carbono obtidos do bagaço de cana carbonizado a 200 °C foram excitados em diversos comprimentos de onda e apresentaram dependência do comprimento de onda de excitação, deslocando seu máximo de intensidade de fluorescência de 425 nm até 565 nm. Os espectros de infravermelho mostraram que altas temperaturas removeram os grupos responsáveis pela fluorescência na superfície do nanomaterial, diminuindo a fluorescência dos pontos de carbono nas temperaturas de 325 °C e 450 °C. Os objetivos do trabalho foram alcançados, pois foi possível realizar a marcação do etanol hidratado combustível do posto Petrobrás BR com os pontos de carbono sintetizados neste trabalho usando-se espectros de absorção e emissão.
Entretanto, os pontos de carbono produzidos com bagaço carbonizado a 200 °C só puderam ser detectados em uma ordem de grandeza acima de partes por milhão, ou seja, além do limite de concentração permitido pela Agência Nacional de Petróleo, Gás e Biocombustíveis (ANP). 

As munições livres de metais pesados ou não-tóxica (NTA) foram desenvolvidas com intuito de proteger a saúde dos agentes de segurança pública e o meio ambiente. No entanto, as metodologias empregadas para a identificação dos resíduos de tiro (GSR) se tornaram ineficientes quando utilizada esse tipo de munição. Com o intuito de resolver essa problemática, foi apresentada como alternativa a implementação de marcadores luminescentes em munições. Estes marcadores são conhecidos por permitir a visualização dos resíduos na própria cena do crime utilizando apenas uma lâmpada ultravioleta, facilitando a visualização, a coleta e a posterior análise dos resíduos em laboratório. Além disso, ajudam a esclarecer a dinâmica do evento do disparo ou mesmo a dinâmica do crime em questão. Objetivando a ampliação do processo de codificação de munição e principalmente uma possível aplicação em escala industrial, o presente trabalho estudou a eficiência do complexo β-dicetonato de európio Eu(btfa)3bipy como marcador luminescente de GSR. Este complexo foi sintetizado utilizando um sistema de refluxo a 60°C, processo simples e facilmente escalonável para escala industrial. A espectroscopia no infravermelho (FTIR) indicou que neste complexo o íon európio está coordenado aos ligantes β-dicetonatos. Com a espectroscopia de fotoluminescência (FL) foram observadas as linhas finas de emissão características das transições f-f do íon európio, e observou-se ainda que o efeito antena é o principal mecanismo responsável pela excitação da amostra. A análise termogravimétrica (TGA) mostrou que o complexo se apresenta estável até aproximadamente 300°C. E a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostrou que o complexo cristaliza formado blocos tridimensionais densos e irregulares. Após a caracterização, o complexo foi testado como marcador luminescente de GSR. Após o disparo com munições 9mm convencionais, foram visualizados resíduos luminescentes (LGSR) sobre alvos posicionados em diferentes distâncias (vítima simulada) e sobre as mãos do atirador. É importante destacar que a presença de pontos luminescentes nas mãos de um suspeito, por si só, é um forte indicativo da presença de LGSR. Ademais, os resíduos gerados foram examinados utilizando o FL e o MEV, onde foi possível observar que os espectros de emissão apresentaram as transições características do európio, e que os resíduos apresentaram ainda morfologia semelhante à do marcador puro. Informações sobre a composição e a morfologia são essenciais para a identificação correta de um marcador de GSR. É importante destacar que a caracterização do LGSR envolveu métodos não destrutivos de grande interesse para investigações forenses, uma vez que se trata de equipamentos presentes nos principais centros investigativos. Os resultados mostraram que o complexo de Eu(btfa)3bipy é um eficiente marcador luminescente e químico, e sua caracterização pode ser aplicada a rotina forense. 

A resistência intrínseca dos plásticos os torna extremamente úteis em várias aplicações de embalagens, porém, também são altamente resistentes à degradação e podem persistir por vários milênios no ambiente. O acúmulo de resíduos plásticos é um problema ambiental crescente e ainda não há uma solução exata para essa tratativa. Os plásticos biodegradáveis são alternativas promissoras aos plásticos convencionais, com isso, pesquisas acerca de materiais biodegradáveis com propriedades que permitam a sua aplicação em diversos ramos, como em embalagens em escala comercial, têm sido foco de vários pesquisadores. Entre essas embalagens, destacam-se as embalagens ativas com aditivos microbianos, como óleos essenciais, que atuam para inibir ou retardar o crescimento de micro-organismo em alimentos. Entretanto, a depender do polímero utilizado para confecção, podem contribuir para o acúmulo no meio ambiente. Dessa maneira, este trabalho tem como finalidade estudar a degradação anaeróbia, em lodo, de filmes poliméricos de PBAT e PBAT aditivado com óleo essencial de manjericão exótico (OEM, durante um período de 22 meses. Esses filmes foram analisados por termogravimetria, calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. A quantificação da degradação foi realizada por meio da perda de massa ao longo do tempo. Como principais resultados, foi observado que a perda de massa, após 22 messes, para o PBAT e o PBAT/OEM diminuíram de 4% e 22%, respectivamente. Enquanto o Polietileno que foi usado como padrão não demonstrou variação relevante. A maior perda de massa pode ser sugerida pela migração do óleo essencial para meio ou pela fragmentação do filme no momento da retirada do sistema. No tocante dos micro-organismos presente lodo foi observado que no início do estudo possuía majoritariamente apenas Bactérias Produtoras de ácidos. Apresentando, com 5 meses, as Pseudomonas aeruginosa Planctônicas e as Bactérias Anaeróbias Heterotróficas atingiram a fase estacionária. No decorrer da avaliação foi confirmado a infiltração de oxigênio nos sistemas proposto, circunstância a qual tornou possível o crescimento exponencial das Bactérias Anaeróbias Heterotróficas, tornando-as prevalecente nos biodigestores. A análise termogravimétrica atestou que a adição do óleo essencial de manjericão exótico não acarretou em mudanças na degradação térmica, tendo uma degradação entre 280 e 505 °C. Para os filmes aditivados, ao decorrer da degradação, foi verificado a aumento da temperatura de cristalização e diminuição do grau de cristalinidade, em virtude do aumento da mobilidade das cadeias poliméricas motivada pela adição do óleo essencial. Por meio da análise de microscopia de varredura foi possível confirmar sinais de falha na estrutura, tanto no PBAT quanto no PBAT/OEM. A visualização de poros, após o período de estudo, expõe indicio de degradação dos filmes. Diante do exposto, infere-se que o óleo essencial não retardou o processo de biodegradação, desta forma torna-se viável a utilização de filmes de PBAT/OEM em embalagens ativas, em razão das características antimicrobiana e antioxidantes do óleo essencial incorporado.

A crescente produção e utilização dos polímeros convencionais em diferentes aplicações comerciais representa uma preocupação significativa, tanto por suas origens, depender de fontes não renováveis, os combustíveis fósseis, como por causar os impactos ambientais após seus descartes. O descarte desses materiais no ambiente tornou-se um problema relevante, pois tem gerado um elevado montante de lixo e comprometido diferentes ecossistemas, sendo notórios nos últimos anos, os impactos em oceanos e rios, tornando-se alvo de interesse de pesquisadores em diversas áreas. O objetivo desse estudo foi avaliar a biodegradação dos polímeros Poli(hidroxibutirato) – PHB, poli [(adipato de butileno)-co-(tereftalato de butileno)], - PBAT, poli (tereftalato de etileno)–PET e o Polietileno de alta densidade–PEAD em sistemas estáticos, utilizando como fluido a água do mar da Região Litorânea do Estado de Pernambuco. As mudanças causadas pela ação microbiana nos corpos de prova, foram analisadas por ensaios gravimétricos e análise das propriedades mecânicas dos polímeros antes e depois da exposição. A composição química foi avaliada pela espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). As análises térmicas destes polímeros foram realizadas usando calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimétrica (TGA), para a determinação da temperatura de fusão e a cristalinidade de cada polímero. Os resultados dos ensaios gravimétricos mostraram que as taxas de degradação foram maiores para o PHB e PBAT, o que é corroborado pelos ensaios microbiológicos dos sistemas que demonstraram que a superfície do PEAD e do PET são menos susceptíveis à formação de biofilmes e, consequentemente, à ação enzimática dos microrganismos. Através do FTIR foi observado que a biodegradação para o PHB ocorre tanto na fase amorfa como na cristalina e para os outros polímeros não houve evidências da biodegradação. Nas análises térmicas não foi observado diferença da cristalinidade, nem diferença significativa na estabilidade térmica, após a exposição ao fluido em estudo em todos os períodos.

Capazes de estarem disponíveis por longos períodos de tempo, as fontes
renováveis são consideradas as mais importantes formas de produzir energia
de maneira limpa. A formação de heterojunção de semicondutores é
promissora para melhorar o desempenho fotocatalítico devido à combinação
sinérgica das melhores propriedades de cada material. A substituição de
materiais que têm como base o petróleo tem sido cada vez mais evidenciada.
No presente trabalho foi desenvolvida uma heterojunção a partir de nanotubos
de tântalo e microestruturas de BiVO4. É relatada uma estratégia hidrotérmica
simples para formar heterojunção n-n de nanotubos de Ta2O5 e microestruturas
de BiVO4 preparadas separadamente por anodização e processo hidrotérmico,
respectivamente. Foi investigado a obtenção do oxidante BiVO4 sintetizado
através de diferentes métodos e pelo ajuste do pH (2,0; 3,5 e 5,0). As
estruturas foram caracterizadas por Raman, obtendo informações relacionadas
a ligações de curto alcance nos sistemas sintetizados. A estrutura eletrônica foi
analisada por Uv-Vis para o BiVO4 e para os NTs de Ta2O5, obtendo um band
gap médio para o BiVO4 de 2,4 eV e 3,8 eV para os NTs de Ta2O5. A estrutura
cristalina foi caracterizada por difração de raios-X (DRX), técnica esta que
fornece informações relacionadas à cinética de transformação das fases do
BiVO4 e dos NTs de Ta2O5. Análises por microscopia eletrônica de transmissão
(MET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de área superficial
específica (BET) foram utilizadas, corroborando assim para o conhecimento da
morfologia e área superficial das estruturas. A atividade fotocatalítica foi
avaliada pela fotodegradação do corante azul de metileno (AM) em meio
aquoso sob condição AM 1.5 G (100 mW cm-2). Para produção de H2, a
fotogeração ocorreu na presença dos fotocatalisadores durante 3 horas. Para a
fotodegradação do AM, o Ta2O5/BiVO4-2,0H obtido via hidrotermal apresentou
fotodegradação de 72,3%, comparado aos 28,3% apresentados pela amostra
produzida pela mistura mecânica, com manutenção de 86,4% de seu
desempenho fotocatalítico após 3 ciclos de fotodegradação. Realizamos para
as amostras sintetizadas testes para quantificação da produção de H2 através
de cromatografia gasosa. A fotogeração de H2 ocorreu na presença dos
fotocatalisadores durante 3 horas. De acordo com os resultados obtidos, os
NTs de Ta2O5 (800°C, 850°C e 900°C) apresentaram respectivamente uma
produção de 4,4 μmol.g-1, 6,0 μmol.g-1 e 6,82 μmol.g-1 de H2. Para o compósito
formado por Ta2O5/BiVO4-2,0H preparado hidrotermicamente, foi gerado 10,2
μmol.g-1 de H2 em 3 h, enquanto que a mistura mecânica Ta2O5/BiVO4-M
apresentam 2,80 μmol.g-1. Os resultados sugerem que o Ta2O5/BiVO4-2,0H é
um material promissor para aplicações em fotocatálise, promovendo a
produção sustentável de energia através do hidrogênio e para o tratamento de
efluentes contendo corantes catiônicos.

O presente trabalho tem como objetivo apresentar três diferentes rotas de síntese eletroquímica para a fabricação de óxidos mistos nanotubulares a base de TiO2. O primeiro trabalho apresenta a síntese de nanotubos a partir de uma liga Ti-70Nb, pelo método de anodização. Foi estudada a influência de diferentes tensões na formação dos nanotubos e o efeito de diferentes temperaturas de tratamento térmico. As imagens MEV e o mapeamento de EDS mostraram a distribuição de elementos Ti e Nb ao longo da matriz tubular demonstrando que os nanotubos anodizados consistem em uma mistura uniforme de TiO2 e Nb2O5. O gap óptico de TiNb2O7 foi de 2,88 eV. Essas misturas de óxidos foram aplicadas na geração fotocatalítica de H2 sob irradiação solar; onde a amostra tratada termicamente a 800 ° C resultou em uma taxa de produção de 61 μmol.h-1.g-1. O segundo propõe a síntese de nanotubos híbridos da perovskita CoTiO3/TiO2 sintetizados por um processo de anodização pulsada simples. O eletrólito de anodização de Ti convencional foi modificado com cátions Co2+. O ciclo de voltagem positiva ajuda a formar nanotubos devido à oxidação/dissolução do Ti e o ciclo negativo auxilia simultaneamente a inserir o Co2+ na matriz tubular de maneira controlável. O tratamento térmico em fluxo de Ar formou a heterojunção CoTiO3/TiO2 resultando em um aumento de 10 vezes na fotocorrente sob luz solar simulada em comparação com os nanotubos de TiO2 convencionais. O terceiro trabalho apresenta uma nova estratégia para incorporar uma estrutura de grafeno (GNF-1) ao TiO2 por meio de uma deposição eletroforética de anodização em uma etapa assistida pelo surfactante aniônico dodecil sulfato de sódio (SDS). Esta abordagem leva à formação de uma interface eficaz entre o TiO2 e o GNF-1 com base no crescimento anódico simultâneo do TiO2 nanotubular e o movimento eletroforético dos coloides surfactantes GNF-1 carregados negativamente. O eletrodo TNT-GNF-1 exibe desempenho aprimorado como um fotoanodo, com um aumento na densidade da fotocorrente de até 45% em relação ao eletrodo TiO2 puro. A eficiência faradaica dos fotoanodos TiO2 e TiO2-GNF-1 para gerar O2 é de 70% de acordo com um sistema de eletrodo duplo coletor-gerador, demonstrando que o aumento na resposta de fotocorrente dos fotoanodos TiO2-GNF-1 não é devido à oxidação do GNF-1, mas a partir do efeito sinérgico entre os materiais.

No presente trabalho é documentada a síntese e a caracterização estrutural de moléculas do tipo espiropirano hidroxi-funcional, para utilização destas na formação de complexos com íons metálicos de diferentes  elementos da tabela periódica, do bloco s (Ca) e bloco d (Fe, Ni), a fim de investigar a estabilidade do isômero merocianina e também o uso dessas moléculas no desenvolvimento de um material fotocrômicos suportados em sílica mesoporosa do tipo MCM-48. Nesta pesquisa, as moléculas de espiropirano foram sintetizadas a partir da reação de condensação dos precursores metilenoinolina e derivados de hidroxibenzaldeídos, a partir da adaptação de metodologias já existentes na literatura. As estruturas dos espiropiranos foram confirmadas através de técnicas espectrométricas de UV-Vis, Infravermelho e RMN de ¹H. Com a técnica de Uv-Vis foi possível avaliar as diferenças nas absorções entre os isômeros espiropirano e merocianina das moléculas sintetizadas, como também investigar o fotocromismo. Já com as técnicas de espectroscopia de infravermelho e RMN de ¹H foi possível analisar as estruturas dos espiropiranos. Além das técnicas de caracterização mencionadas acima, o material mesoporoso fotocrômico foi caracterizado por análises termogravimétricas e imagens de microscopia eletrônica de varredura. Como resultado, o uso de espiropirano suportado em MCM-48 apresentou características ópticas semelhantes aos dos compostos puros demostrando que a metodologia adaptada foi adequada para o desenvolvimento desse tipo de material, pois permitiu a sua incorporação sem que ocorram alterações nas moléculas/estruturas. As hidroxilas presentes no espiropirano permitiram sua associação por ligações covalentes ao composto MCM-48 e a partir disso, foram observados que essa incorporação não alterou a morfologia da MCM-48, porém, aumentou sua estabilidade térmica e obteve-se um material que responde à ação do estímulo da luz, realizando assim fotocromismo positivo. Essa resposta fotocrômica aliada as propriedades do MCM-48 os tornam bons candidatos a serem aplicados em áreas de constante ascensão como, por exemplo, na entrega controlada de medicamentos ativada por luz.

Neste trabalho, descrevemos a preparação e caracterização de materiais compósitos e apresentamos algumas de suas aplicações na purificação e sensoriamento de DNA e para a remoção de contaminantes. Os materiais desenvolvidos e caracterizados foram: i) membranas de poliestireno-polipirrol (PS-PPi), preparadas pela técnica de eletrofiação e revestidas pela polimerização in situ do pirrol; ii) membranas da casca do ovo de galinha modificadas com nanopartículas de ouro por ultrassonicação, e iii) um compósito magnético de carboximetilcelulose (CM-CMC), preparado pelo método de co-precipitação. A membrana de PS-PPi foi utilizada inicialmente para a adsorção de DNA de esperma de salmão dissolvido em soluções aquosas, quando apresentou uma capacidade de adsorção de 260 mg/g. Em seguida, essas membranas de PS-PPi foram incorporadas em colunas de centrifugação de modo a que pudéssemos otimizar um protocolo para a extração e purificação de DNA de folhas de alface crespa. As amostras de DNA obtidas eram de excelente integridade e qualidade. Esse procedimento se apresenta como um protocolo simples e rápido para a extração de DNA de tecidos vegetais. Por sua vez, o sistema MCO-NPsAu foi utilizada como uma bioplataforma sustentável para a detecção de sequências de DNA do patógeno Leptospira interrogans, com base na imobilização prévia de cadeias de fita simples de DNA marcadas com um fluoróforo (FAM-ssDNA) por meio de interações entre as nucleobases do ssDNA e as nanopartículas de ouro. A hibridização ocorre após o sistema MCO-NPsAu/FAM-ssDNA entrar em contato com a sequência de DNA alvo complementar (cDNA). Com isso, a interação é enfraquecida e ocorre a dessorção do dsDNA (cadeias de fita dupla de DNA), o que leva ao aparecimento de um forte sinal de fluorescência. Os resultados obtidos revelaram que nosso protocolo é um método simples, relativamente rápido, e altamente sensível, e que apresenta um limite de detecção de 0,24 nM. Por último, discutimos o uso do compósito magnético de carboximetilcelulose para a remoção do corante de azul de toluidina (AT) dissolvidos em meio aquoso. Quando comparados com os de outros adsorventes discutidos na literatura, nossos resultados indicaram que o CM-CMC é um material promissor para a remoção econômica e sustentável de moléculas de corantes de meios aquosos.

O descarte inadequado dos polímeros é o responsável pelo seu acúmulo indiscriminado na natureza, gerando grandes impactos ambientais, uma vez que a degradação dos polímeros provenientes de fontes não renováveis é bastante lenta. Uma alternativa viável para minimizar essa problemática é a utilização total ou parcial dos polímeros biodegradáveis. A poli(ε-caprolactona), PCL, é um polímero semicristalino, que apresenta boas propriedades mecânicas, possuem alta biodegradabilidade no ambiente e apresenta boa processabilidade especialmente para filmes, características que o tornam um material adequado para produção de embalagens. Nesse contexto, no presente estudo foram desenvolvidos filmes compósitos de matriz biodegradável (PCL) com argila organofílica (C20A), palha de milho e bagaço de cana de açúcar. O efeito dos diferentes tipos de cargas inseridos na matriz polimérica na permeabilidade, na biodegradação, nas propriedades mecânicas e térmicas, destes sistemas foi avaliado. Compósitos contendo 1, 3 e 5% de argila e fibras foram processados em um misturador interno de laboratório e as curvas de reometria do torque foram analisadas. As composições obtidas foram granuladas e extrusadas na forma de filmes planos. Os resultados mostraram que a adição de pequenas quantidades (1,3 e 5%) da argila organofílica e fibras vegetais ao PCL não aumentou a degradação da matriz polimérica durante o processamento. Os resultados de DSC mostraram que a incorporação de cargas fibrosas e particuladas à PCL não afetou significativamente a temperatura de fusão ou de cristalização dos filmes. A incorporação das cargas na matriz polimérica diminuiu a permeabilidade ao e ao vapor d’água e aos gases oxigênio e dióxido de carbono dos filmes produzidos. Os filmes compósitos apresentaram maior resistência à tração, maior rigidez e menor alongamento na ruptura. Os resultados de biodegradação mostraram um aumento significativo das perdas de massa dos compósitos, comparado a matriz PCL. Portanto, os resultados confirmam o potencial de uso desses sistemas em aplicações para embalagens.

Nesse estudo, foram produzidas blendas de Celulose Bacteriana (CB) e Alginato de sódio (AL) aditivadas com óleo essencial de canela visando obter embalagens ativas com propriedades antimicrobianas. O trabalho foi dividido em duas etapas, na primeira foram produzidas blendas com diferentes proporções entre os polímeros, enquanto na segunda foi feito o estudo da adição do óleo de canela em diferentes percentuais na blenda selecionada na etapa anterior. A partir da técnica de Cromatografia Gasosa acoplada ao Espectrômetro de Massa (GC-MS) foi possível verificar que o cinamaldeído foi o componente majoritário na composição do óleo essencial de canela. As bandas características do óleo foram avaliadas por Espectroscopia de Infravermelho. Foi feita a análise de atividade antimicrobiana pela técnica de poços e observou-se que o óleo foi ativo para Enterobacter, Escherichia Coli e Staphylococcus Aureus.Na primeira etapa do trabalho, foram produzidas blendas nas proporções de 0/100, 30/70, 50/50, 70/30 e 100/0 de CB/AL e as mesmas se apresentaram uniformes e com boa aparência. Foi verificado que a transparência das blendas aumentou com o aumento da concentração de alginato. Em relação à solubilidade, foi possível observar que a mesma diminuiu com o aumento da concentração de celulose bacteriana. Observou-se na análise de DRX que o aumento do percentual de celulose, promovia um aumento na cristalinidade das blendas. Pela análise termogravimétrica, foi possível constatar que o
aumento da concentração de celulose bacteriana aumentou a estabilidade térmica das blendas. Na segunda etapa, foi selecionada a blenda com composição 50/50 CB/AL e foram variados os percentuais do óleo essencial de canela em concentrações de 5%, 10% e 20%. Observou-se através da transparência e solubilidade que os resultados para cada análise não apresentaram diferenças significativas entre si. Pelos resultados do DRX foi possível inferir que a adição do óleo de canela provocou uma diminuição na cristalinidade nas blendas. Na análise de TGA, verificou-se que a adição do óleo essencial de canela aumentou a estabilidade térmica das blendas. Logo, foi possível obter blendas de celulose/alginato com excelentes propriedades para aplicações em
embalagens. 

O presente trabalho trata-se da busca pelas condições ideais para obtenção de filmes
de granada de ferro e ítrio (YIG) de qualidade, sobre substrato de silício, utilizando
rota química. Tendo em vista as grandes diferenças estruturais existentes entre o YIG
e o silício, este feito torna-se um desafio, que tem sido amplamente discutido na
literatura. Para isso, dois métodos de síntese foram testados: a decomposição
metalorgânica (MOD) e o sol-gel. A solução MOD teve seu estudo apenas na fase
inicial. As soluções precursoras a base de ferro e ítrio foram caracterizadas por
termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DTA), para
entendimento do comportamento da decomposição do material em estudo em função
da temperatura. A solução foi sinterizada a 1000ºC, apresentou fases de YIG cúbica
e perovskita (YIP) em análise de difratometria de raios X (DRX). Sendo uma técnica
de poucos relatos na literatura para a obtenção da fase YIG, o grande número de
variáveis a serem controladas e, ainda, a estabilidade química das soluções
precursoras, o método MOD continuou sendo perspectiva deste estudo. Em
contrapartida, foram preparadas duas soluções a partir do método sol-gel: uma de YIG
puro e outra de YIG dopado com zinco a 3%. Dois tratamentos térmicos foram
propostos para investigação da influência das taxas de aquecimento/resfriamento e
do tempo de patamar na qualidade dos filmes, quando utilizada ambas as soluções.
Todas as variáveis foram determinadas a partir da consideração dos ciclos de pirólise,
de nucleação e de cristalização. As soluções foram caracterizadas por TGA/DTA e
foram tratadas com o tratamento considerado mais lento, mediante as taxas de
aquecimento utilizadas. Os padrões de DRX apresentaram fases secundárias em
ambas as amostras. No entanto, filmes tratados com as mesmas rampas de
tratamento térmico apresentaram YIG de estrutura cúbica em única fase. Os
tamanhos dos grãos puderam ser estimados a partir dos picos de maior intensidade,
chegando a valores menores que 12nm. Um estudo comparativo pôde ser realizado,
tendo como premissa uma amostra preparada em acordo com uma referência da
literatura. Dois conjuntos serviram como base de estudo para definição da melhor
solução e tratamento térmico a ser aplicado em etapas posteriores. Os filmes tiveram
sua estrutura e morfologia de superfície comparados a partir de análises de
microscopia óptica (MO), eletrônica de varredura (MEV) e análises estimativas de
tamanho de partículas e perfil rugosidade. A solução dopada com zinco e o tratamento
térmico mais lento apresentaram amostras de maior qualidade de superfície. Um
estudo inicial da interferência do envelhecimento das soluções também pôde ser
realizado. O comparativo entre filmes obtidos a partir de soluções de diferentes
tempos de envelhecimento indicaram interferência na qualidade dos filmes. Por fim,
um terceiro conjunto de amostras foi preparado, utilizando a solução envelhecida,
sendo avaliada a interferência da velocidade de rotação, tempo de patamar e
processo de limpeza dos substratos. Os resultados indicaram grande influência do
processo de limpeza na qualidade dos filmes. Também foi observada a influência da
velocidade de rotação na formação de bordas de material nas extremidades do
substrato. Estas, observadas em filmes de substrato quadrado, onde foi confirmada a
teoria de que quanto maior a velocidade, menor a largura de borda formada.

As emissões de luz por conversão ascendente são processos em que fótons de menor energia são convertidos em fótons de maior energia. Por exemplo, a excitação na região do infravermelho próximo (NIR) causa emissões na região do visível. Esses processos têm várias aplicações que vão desde fotovoltaica e iluminação à nanomedicina, despertando assim grande interesse. Na última década, uma emissão de luz branca intensa com espectro contínuo foi observada ao excitar alguns materiais, em particular, óxidos metálicos, com fontes lasers de altas densidades de potência na região NIR. A origem desse fenômeno ainda não está estabelecida, sendo assim a motivação para o desenvolvimento e implementação de um modelo quantitativo. Este modelo foi baseado na equação de balanço de potência em que a energia absorvida do feixe de excitação é dissipada por transferência de calor (condução térmica), por aquecimento interno e por emissão térmica de luz branca (tipo corpo negro). A resolução numérica da equação obtida no modelo foi implementada com sucesso e forneceu resultados sem as aproximações utilizadas nas soluções analíticas. Com isso a dependência temporal da temperatura e da emissão de emissão de luz branca intensa com espectro contínuo por conversão ascendente de energia em (nano)materiais foram obtidas e comparadas com observações e dados experimentais. Todas as principais características desta emissão de luz branca foram explicadas e quantificadas pelos resultados analíticos e numérico. Em particular, a dependência da intensidade integrada de emissão com a potência do laser, com o tamanho das partículas e a compactação da amostra, com a dopagem, com a pressão e a temperatura ambiente, bem como a existência do limiar da densidade de potência da fonte de excitação e o decaimento temporal nãoexponencial da emissão de luz branca. Foi mostrada a razão da emissão de luz branca obtida por conversão ascendente ser tão brilhante e tão intensa, semelhante aos corpos incandescentes. Os resultados obtidos e suas comparações sugerem que o modelo proposto foi validado e descreve quantitativamente todas as características desse processo, podendo ser utilizado no planejamento de novos materiais mais eficientes e o aprimoramento das condições experimentais.

Novos materiais vêm sendo desenvolvidos visando reduzir a utilização de embalagens plásticas
degradáveis de curto prazo e assim diminuir a contaminação ambiental, como exemplo desses
materiais tem-se os polímeros biodegradáveis. O polibutileno adipato co-tereftalato-PBAT é um
polímero biodegradável e pode ser utilizado para fabricação de vários tipos de embalagens, como
por exemplo, as ativas. Neste tipo de embalagens são incorporados aditivos que proporcionam
propriedades diferenciadas a esses materiais. Um aditivo promissor para esse tipo de embalagem
é o óleo essencial de tomilho, que agrega propriedades desejáveis por terem propriedades
antimicrobianas e elimina o uso de conservantes químicos. Neste trabalho foram produzidos
filmes de PBAT incorporados com óleo de tomilho em várias composições (1, 2, 5, 10, 15 e 20 %
m/m) e foi avaliada a influência desse óleo nas propriedades do PBAT. Os filmes foram
caracterizados através de suas características macroscópicas, propriedades mecânicas e térmicas,
infravermelho médio e atividade antimicrobiana. Os resultados mostraram que o óleo de tomilho
apresentou as concentrações de 52,16 % de o-cimeno, 28,21% de timol e 13,26% de carvacrol.
Os filmes apresentaram bandas características tanto do PBAT quanto do óleo, porém nos filmes
aditivados foi necessário realizar a PCA dos espectros de FTIR para evidenciar a incorporação do
óleo na matriz polimérica, a qual resultou em cinco grupamentos distintos. O óleo apresentou
atividade antimicrobiana frente E. coli e S. aureus. Com relação as propriedades mecânicas, houve
redução da tensão na maioria das amostras aditivadas com óleo, mais pronunciada nas amostras
com 15% de óleo. Quanto ao módulo elástico, as amostras com 20% de óleo apresentaram uma
queda maior da rigidez, sendo assim mais flexível que os demais. Nas propriedades térmicas
(temperatura, entalpia e grau de cristalização e temperatura de fusão) mantiveram praticamente
constantes com a adição do óleo bem como a estabilidade e degradação térmica se assemelhou ao
filme de PBAT puro. Com estes resultados, os filmes de PBAT incorporados com óleo essencial
de tomilho mostraram-se promissores para o emprego como embalagem de alimento perecível,
contribuindo também para a redução de plástico convencional.

O acesso as informações em documentos históricos são de interesse da humanidade nos
vários ramos das ciências. Muitos desses documentos estão em estágios de degradações muito
avançados e o seu manuseio coloca em risco a sua integridade física. Assim, o acesso as
informações neles contidas fica impossibilitado e vastas coleções de documentos aguardam o
surgimento de uma técnica que permita recuperar essas informações.
Apenas de no âmbito internacional tentativas para solucionar essa impossibilidade têm
sido feitas em poucos centros de pesquisa, o nosso trabalho busca contribuir com essa questão
propondo uma técnica para recuperação das informações contidas em documentos históricos
que estão na forma física de rolos ou espiralados e que foram escritos com tinta ferrogálica,
através de uma metodologia inédita e fazendo uso de dados gerados por algoritmos
desenvolvidos em softwares livre e em associação com o uso de softwares proprietários que
aplicada no imageamento gerado pelo micro tomógrafo de raios X permitem revelar
virtualmente a deposição da tinta ferrogálica sobre o suporte.
Na sequência metodológica demonstramos ser possível associar a quantidade da tinta
virtualmente revelada pela tomografia e a sua paridade com caracteres tipográficos ou
pictóricos. Para tanto produzimos a planificação ou desenrolar virtual dos documentos
possibilitando assim a recuperação das informações desses documentos históricos através da
leitura das páginas virtualmente produzidas.
Os resultados obtidos até a presente data são promissores para a recuperação das
informações em documentos históricos antes inacessíveis.

Atualmente, existe uma demanda significativa por novos materiais capazes de remover contaminantes, como compostos orgânicos e íons de metais pesados, de meios aquosos, de modo a permitir o descarte adequado de águas residuais sem ocasionar danos à saúde pública e ao meio ambiente. Ao mesmo tempo, o aparecimento de variedades de agentes patogênicos resistentes a antibióticos é um problema emergente. Cepas multirresistentes de Escherichia coli merecem atenção especial na medicina humana e veterinária em todo o mundo, pela possibilidade de que a ingestão de água e alimentos contaminados por algumas delas causarem danos graves, diante da possibilidade que venham a acumular genes de resistência para sobrevivência extra intestinal. Nesta tese descrevemos a preparação de membranas compósitas de polimetilmetacrilato/(cinza de casca de arroz)/polipirrol (PMMA/CCA/PPi) e seu uso como agente ativo para a remoção de cromo hexavalente (Cr(VI)) e dos corantes orgânicos tartrazina (E102) e índigo carmim (IC) dissolvidos em soluções aquosas. Em pH 2, as membranas PMMA/CCA/PPi exibiram boa capacidade de remoção para todos os três contaminantes analisados, com valores (qe; t) iguais a (360,5 mg/g; 150 min), (165,7 mg/g; 60 min) e (142,9 mg/g; 70 min) para Cr(VI), E102 e IC, respectivamente, onde qe é a capacidade de adsorção e t o tempo de saturação. Investigamos ainda a atividade antimicrobiana de membranas de polimetilmetacrilato/quitosana/(nanopartículas de prata) (PMMA/Qui/NPAg) frente à cepa de E. coli DH5-α patogênica, quando ficou demonstrado seu alto desempenho bactericida. Dessa forma, sugerimos que essas membranas se apresentam como materiais promissores para aplicação em protocolos eficientes de remediação de água, ao combinarem uma metodologia de preparação relativamente simples e, respectivamente, uma alta capacidade de adsorção para diferentes tipos de contaminantes e capacidade bactericida para uso como agente ativo em sistemas de filtração microbiológica.

Esta pesquisa, foi dividida em duas partes: (i) uma interpretação Química das
atividades pozolânicas de adições minerais em concretos; (ii) uma perspectiva Química e dos riscos à
saúde da utilização de resíduos agroindustriais nas propriedades micro e macroscópicas de concretos. Na
primeira parte deste trabalho, a espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX), mostrou que o forte
índice das atividades pozolânicas da sílica ativa, medido pelo método de Chapelle modificado, estão
relacionadas à sua eficiência em formar sistemas CSH, quando comparado com as adições de metacaulim
e cinzas volantes. Além disso, os valores das propriedades termodinâmicas das reações de hidratação dos
concretos, preparados com estas adições minerais, revelaram que as hidratações do cimento Portland
foram similares. Em seguida, os resultados de MEV/EDS mostraram que na superfície dos concretos com
adições minerais, apresentaram semelhanças entre si, os quais, apresentam proporções maiores de SiO2
quando comparados com as amostras de referência. Adicionalmente, a difração de raios-X, mostrou que a
presença dos sistemas minerais aumenta a formação da fase amorfa CSH. Pela perspectiva macroscópica,
as análises quimiométricas das propriedades mecânicas dos concretos, mostraram que ao comparar todos
os concretos, os materiais preparados com sílica ativa exibiram as melhores propriedades mecânicas e as
amostras de referência, apresentaram as mais baixas. Enquanto os materiais preparados com metacaulim e
cinzas volantes, suas resistências foram intermediárias, e seus comportamentos mecânicos foram
semelhantes dentro do tempo de cura estabelecido, os quais foram estatisticamente comprovados pelo
intervalo de confiança com uma significância de 0,05.
Em relação à segunda parte da pesquisa, os experimentos de FRX, mostraram que as adições de
cinza de bagaço de cana-de-açúcar, como materiais suplementares, aumentaram a presença de compostos
inorgânicos reativos em concretos. Neste estudo foram estudadas duas cinzas, as quais, foram chamadas
de SBA I e de SBA II. Propriedades termodinâmicas das reações de hidratação do cimento nos concretos
preparados com estas cinzas, indicaram que estas reações químicas são espontâneas. Adicionalmente,
análises térmicas via TGA mostraram diferenças significativas de perda de massa entre as cinzas de
bagaço-da-cana de açúcar investigadas. Do ponto de vista estrutural e microestrutural, experimentos de
difração de raios-X (DRX), mostraram que para as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar hidratadas, havia
quantidades significativas de fases amorfas. Os resultados de DRX revelaram que os concretos
preparados com cinzas do bagaço da cana-de-açúcar, precisaram de um tempo de cura superior aos 28
dias para a formação de fases importantes no material, tal como a fase CSH. Dados de MEV/EDS
revelaram que os concretos de referência e o CSBA II apresentaram uma quantidade significativa da fase
CSH, quando comparado ao concreto CSBA I. Pela perspectiva macroscópica, na segunda etapa da
pesquisa, as adições dos sistemas SBA I e SBA II em concretos, intensificaram as resistências à
compressão axial (média de 50 MPa) quando comparada às amostras de referência (45 MPa). A partir
destes resultados, as análises quimiométricas revelaram que após 365 dias tanto o CSBA I quanto as
amostras de referência apresentam, estatisticamente, os mesmos resultados, enquanto o CSBA II
apresentou maiores propriedades mecânicas quando comparado ao CSBA I e as de referência. É possível
concluir que as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar, podem ser utilizadas como substitutos parciais do
cimento, que normalmente emite CO2 em sua fabricação (cimento Portland).