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NAYRA TERESA DE CASTRO CHAVES CARVALHO
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NANOPARTÍCULAS À BASE DE GALACTOMANANA DE Stryphnodendron adstringens E SUA AVALIAÇÃO COMO VEÍCULO DE LIBERAÇÃO DO IBUPROFENO
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Advisor : MARCILIA PINHEIRO DA COSTA
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Data: Dec 22, 2023
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As galactomananas são polissacarídeos não iônicos biocompatíveis e biodegradáveis, compostos por resíduos de manose e galactose. Esses biopolímeros são insumos sustentáveis, não tóxicos, de baixo custo, e com características físico-químicas favoráveis para a obtenção de excipientes industriais, nanocompósitos e nanocarreadores. A espécie Stryphnodendron adstringens, planta nativa do cerrado brasileiro, apresenta um biopolímero da classe das galactomananas, com potencial para o desenvolvimento de novos fármacos considerando sua composição química e atividades biológicas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar nanopartículas constituídas de galactomananas de S. adstringens carreadoras do fármaco anti-inflamatório não esteroidal ibuprofeno. As nanopartículas foram preparadas pelo método de nanoprecipitação. As nanoformulações foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), potencial zeta, tamanho de partícula, índice de polidispersão, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), eficiência de encapsulamento e perfil de liberação in vitro. A formulação otimizada contendo o fármaco apresentou nanopartículas irregulares com tamanho de 374,50 ± 21,30 nm, índice de polidispersidade de 0,40 ± 0,02 e potencial zeta de -33,60 ± 2,45 mV. A eficiência de encapsulamento foi de 35,40 ± 0,55% e a estabilidade das formulações armazenadas a -20°C foi de 60 dias. O perfil cinético in vitro das nanopartículas contendo ibuprofeno mostrou três fases de liberação do fármaco atingindo liberação máxima do fármaco de 92,81 ± 4,18% em 24 horas, de acordo com as propriedades matemáticas do modelo de Gompertz. Os resultados demonstraram que as nanopartículas carregadoras de ibuprofeno apresentaram características favoráveis de um sistema de liberação para aplicação em modelos pré-clínicos de tratamento anti-inflamatório.
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RODRIGO PRADO FEITOSA
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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE NANOPARTICULAS DE Ce-TiO2 SUPORTADAS EM SEPIOLITA NA REMOÇÃO FOTOCATALÍTICA E INATIVAÇÃO DA TETRACICLINA
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Dec 7, 2023
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A crescente contaminação de recursos hídricos por compostos farmacêuticos, com destaque para a Tetraciclina (TC), tem sido uma preocupação ambiental significativa. Este estudo abordou a eficácia da remoção de TC por meio de uma abordagem eficaz que combina a adsorção e fotocatálise utilizando TiO2 dopado com Cério e Sepiolita (Sep) como material de suporte, recebendo as nomenclaturas de TiO2-Sep, 1CeTiO2-Sep, 2,5CeTiO2-Sep e 5CeTiO2-Sep. Picos característicos da Sep foram encontrados no DRX dos fotocatalisadores e pelo FTIR também mostrou as bandas de interação entre os materiais, além disso, as amostras apresentaram características de materiais mesoporosos. As imagens de MEV-EDS e de XPS confirmaram a incorporação do Ce-TiO2 na argila. Estudos fotocatalíticos realizados demonstraram que a amostra 1CeTiO2-Sep obteve maior eficiência na remoção da TC (40 ppm), confirmado pelo COT e pelo teste bacteriano que a fotodegradação foi capaz de iniciar a inativação da TC. Teste de supressores revelaram que o buraco (h+) é o principal meio de degradação do fármaco. Assim, o efeito sinérgico entre adsorção e fotocatálise se demonstrou um eficiente meio para remoção do poluente orgânico.
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BENJAMIM SIPAUBA GONÇALVES RUBIM
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DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS FOTOCATALÍTICOS ECO-AMIGÁVEIS: O POTENCIAL DA GOMA DE MANDIOCA EM MODIFICAR O TiO2
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Oct 24, 2023
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Na era contemporânea, o contínuo processo de urbanização e industrialização tem acarretado na crescente liberação de poluentes no meio ambiente, desencadeando sérios desafios relacionados à qualidade da água e à saúde pública. Diante desse cenário, a fotocatálise surge como uma abordagem altamente promissora para a remoção de poluentes orgânicos de águas residuais, representando um campo de pesquisa em constante evolução. Neste estudo, investigamos minuciosamente o impacto da adição de goma de mandioca em diferentes proporções ao TiO2 nas propriedades morfológicas, estruturais, térmicas, ópticas e fotocatalíticas do material. Os resultados revelaram a presença de picos característicos do TiO2 nos difratogramas de raios-X (DRX) dos fotocatalisadores, enquanto as análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) confirmaram a presença das bandas associadas a ambos os materiais. As micrografias de microscopia eletrônica de varredura (MEV) corroboraram a incorporação efetiva da goma de mandioca nas estruturas do TiO2. Além disso, observou-se uma redução no valor do band gap quando a goma de mandioca foi introduzida, em comparação com o material de referência. Os estudos fotocatalíticos realizados evidenciaram que a amostra TiO2-C1.0 apresentou a maior eficiência na remoção de Ciprofloxacina (10 ppm). Testes com supressores indicaram que o buraco (h+) desempenhou um papel preponderante no processo de degradação do fármaco. Esses resultados apontam para o impacto substancial da goma de mandioca nas propriedades do TiO2, destacando seu potencial promissor na descontaminação de águas residuais
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PRISCYLLA JORDÂNIA PEREIRA DE MESQUITA
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Filmes de nanocompósitos poliméricos utilizados na conservação de silagem de milho para nutrição animal
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Advisor : RENATA BARBOSA
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Data: Oct 23, 2023
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Este trabalho teve por objetivo produzir e caracterizar filmes poliméricos para vedação de silagens de milho. A matriz polimérica utilizada foi o Polietileno de Alta Densidade Verde (BPEAD) com adições de argila Cloisite 20A e de um aditivo antimicrobiano (piritionato de zinco disperso em acetato de vinila - EVA). As proporções de argila foram de 3 e 6% e de aditivo antimicrobiano de 0,5 a 1%. As amostras foram preparadas em extrusora pela técnica de intercalação no estado fundido acoplada a uma matriz para filmes planos. Os filmes produzidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), medidas de espessura, Ensaio de Tração e por Microscopia Ótica (MO). Para verificar o potencial de vedação dos filmes para silagens de milho, foi produzido um silo experimental onde a forragem de milho foi armanezada por um período de 45 dias e após abertura foram realizadas análises para verificar o perfil químico-fermentativo da silagem. A partir da caracterização dos filmes, foi observado que os resultados de DRX e FTIR não demonstraram grandes alterações em relação ao BPEAD puro, apenas é possível identificar a presença da argila em seus picos característicos. As análises térmicas por sua vez identificaram leve diminuição da cristalinidade e da temperatura de degradação para amostras com maiores teores de aditivo antimicrobiano e o aumento de forma geral para os tratamentos com argila. Os filmes apresentaram espessuras que variaram de 100 a 200 µm com superfície homogênea e melhoria das propriedades mecânicas com aumento do teor de argila. Na aplicação para silagens de milho foi possível perceber que o perfil fermentativo foi próximo da literatura independente da vedação utilizada, sendo observada perda por deterioração aeróbica de 15 a 20%. A densidade teve média de 420 kg/m3 e as perdas por gases e efluentes não ultrapassaram 1%. Os aspectos sensoriais foram analisados como “boa a muito boa” e a estabilidade aeróbica foi mantida por 108 horas. Todos os parâmetros bromatológicos analisados ficaram dentro das faixas requeridas para a produção de uma silagem de qualidade, não sendo possível observar variação significativa nas características químico-fermentativas em função da vedação utilizada. O presente estudo, contribui para o desenvolvimento de materiais que, dentre outras propriedades apresentaram o mesmo desempenho quanto a conservação da silagem que a lona comercial em termos de propriedades bromatológicas.
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LUCIANE NORBERTO MENEZES DE ARAÚJO
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OBTENÇÃO DE CRISTAIS DE ZnWO4 E NiWO4 VIA PROCESSAMENTO POR PLASMA TÉRMICO, PROPRIEDADES FOTO-, SONO, SONOFOTOCATALÍTICAS E SUPERCAPACITORAS
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Data: Sep 28, 2023
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A crescente corrida tecnológica das últimas década tem gerado diversas consequências ao meio ambiente. Como resultado, a fim de sanar problemas como poluição em águas residuais e a busca por sistemas alternativos para armazenamento de energia, os materiais cerâmicos vêm ganhando destaque, tais como o tungstato de zinco (ZnWO4) e tungstato de níquel (NiWO4), devido às suas propriedades químicas, físicas, estruturais e suas potenciais aplicações em diferentes campos da ciência e tecnologia, tais como catálise e eletrônica. Para a obtenção sintética desses materiais, diversas rotas de síntese e processamento são reportadas na literatura, porém, o plasma térmico (PT) ainda não foi difundido como via de processamento rápido para estes materiais. Tendo em vista a grande ascensão da tecnologia do plasma, sua viabilidade como processamento de diferentes tipos de materiais e diversas vantagens como um processo simples, não poluente, que permite economia de tempo e alta eficiência. Nesta tese de doutorado, propõe a utilização do PT de corrente contínua (DC) como rota alternativa para o rápido processamento de amostras amorfas dos coprecipitados dos materiais de partida para a obtenção de cristais de ZnWO4 e NiWO4. Neste trabalho, os ambos os cristais de ZnWO4 e NiWO4 foram obtidos por meio de PT DC a 600 ºC por 1 h e os mesmos apresentam uma estrutura monoclínica do tipo wolframita, com grupo espacial (P2/c) e morfologia esférica confirmadas pelas caracterizações de DRX e refinamento Rietveld, espectros micro Raman/infravermelho por transformada de Fourier, imagens de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM), além de apresentarem excelentes resultados de aumento de propriedades ópticas e eletroquímicas, respectivamente. Nas amostras dos nanocristais de ZnWO4 processada por PT foi possível a degradação de 98% do corante rodamina 6G (Rh6G) após 80 min em ensaio de sonofotocatálise (SFC). Enquanto, os nanocristais de NiWO4 processada por PT obteve-se um valor de capacitância específica de 351,26 Fg-1. Portanto, estes resultados demonstram que a tecnologia de PT é promissora para processos envolvendo a rápida organização da estrutura desta classe de materiais óxidos que outros métodos já reportados na literatura em temperatura e tempos superiores.
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FRANCISCO RAFAEL CAMPOS DE MACEDO
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Análise de diferentes configurações da gaiola catódica na deposição de filmes finos de nitretos de nióbio e titânio
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Advisor : FERNANDA ROBERTA MARCIANO
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Data: Aug 30, 2023
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A busca contínua por avanços na engenharia de materiais tem impulsionado a evolução tecnológica em diversas áreas industriais e científicas. A demanda incessante por materiais com propriedades aprimoradas, como resistência, durabilidade, desempenho tribológico e biocompatibilidade, tem levado pesquisadores a explorar novas estratégias de processamento e tratamento de superfície. A técnica de nitretação por plasma convencional e a combinação com deposição por plasma em gaiola catódica emergem como estratégias promissoras para otimizar as propriedades superficiais desses materiais, melhorando sua resistência à corrosão e biocompatibilidade. O presente estudo aprofundou a exploração dessas técnicas em nióbio, aço SINTER30 e titânio, com ênfase na otimização das características tribológicas, mecânicas, de resistência à corrosão e biocompatibilidade. O estudo das nitretações em substratos de nióbio revelou a formação de fases de Nb4N5 e Nb2N, aumentando a dureza superficial. A análise das camadas formadas nas amostras submetidas à nitretação por plasma em gaiola catódica evidenciou melhorias na resistência ao desgaste, destacando a eficácia dessa técnica. A pesquisa sobre revestimentos de TiN em amostras SINTER30 mostrou aumento da microdureza e revelou a notável aderência do filme, aprimorando a capacidade de suportar cargas. As conclusões da pesquisa destacam consistentemente os benefícios das técnicas exploradas. A otimização das superfícies resultou em maior resistência ao desgaste, melhor aderência de filmes, resistência à corrosão aprimorada e comportamento tribológico superior. A aceleração na formação de tecido e crescimento celular, juntamente com a resistência à corrosão otimizada, apresentam perspectivas empolgantes para aplicações biomédicas. Os resultados destacam a viabilidade dessas técnicas para aprimorar as características tribológicas, mecânicas, de resistência à corrosão e biocompatibilidade, abrindo caminho para aplicações promissoras em diversas áreas científicas e industriais.
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FRANCISCO DAS CHAGAS DE MELO BRITO
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MODIFICAÇÃO QUÍMICA DA GOMA DE CAJUEIRO COM ETILENODIAMINA: SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE DEGRADAÇÃO TÉRMICA
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Advisor : DURCILENE ALVES DA SILVA
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Data: Aug 21, 2023
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As gomas naturais são polissacarídeos de origem vegetal e animal, consistindo de muitas unidades monossacarídicas covalentemente unidas umas com as outras por ligação glicosídica, linearmente ou ramificadas. A modificação foi confirmada por Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H), espectroscopia infravermelha (FTIR), cromatografia de permeação em gel (GPC), potencial zeta e análise termogravimétrica (TG). Além disso, a modificação química alterou a massa molar e a carga superficial do CG e a ligação do grupo amino aos polímeros CG foi confirmada por espectros FTIR. Além disso, foram realizados testes de citotoxicidade onde a viabilidade celular foi estimada por um ensaio de MTT em macrófagos RAW 264.7. Através destes testes, verificou-se que a amina causou um aumento na estabilidade térmica dos compostos amino e não apresentou potencial citotóxico em concentrações abaixo de 50,0 mg/L. Com base na fonte, eles são classificados em diferentes grupos: gomas de exsudato de plantas, gomas de sementes, gomas microbianas, gomas de animais e gomas de algas marinhas. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo de reologia e cinético de degradação térmica de derivados aminados da goma de cajueiro. Materiais aminados da goma de caju (CG) foram sintetizados utilizando etilenodiamina em duas rotas distintas. Os produtos foram caracterizados por espectroscopia de IR, Análise de Reologia e análise térmica. Através do espectro de infravermelho, na região de 1572 e 1546 bandas características de ligações N – H e deformação angular no plano de plano, constatando-se a modificação da goma natural. Em todos os casos, CGA1 e CGA2 apresentaram maior tensão de cisalhamento em comparação com CG, o aumento dos fenômenos pseudoplásticos encontrados em CGA1 e CGA2 indicam a geração de novas associações intermoleculares entre polissacarídeos e o grupo amino. A degradação térmica da goma de caju e derivados aminados (CGA1 e CGA2) foi avaliada por termogravimetria e espectroscopia de infravermelho. As energias de ativação seguem a ordem: CGA1 > CGA2 > CG. A energia de ativação obtida pelo método de Kissinger é um valor intermediário entre os valores de Ea determinados pelo uso de Flynn-Wall-Ozawa na mesma faixa de temperatura (a = 0,35 e 0,4) e permanecem na faixa de 108-209 kJ mol -1 .
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KELSON DE SOUSA LEITE
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LIQUID FROM CASHEW NUTS AS AN ANTICORROSIVE AGENT IN CERAMIC MATERIALS
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Advisor : JOSE MILTON ELIAS DE MATOS
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Data: Jul 31, 2023
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Corrosion is a natural phenomenon and a problem of worldwide importance, the scope of which is consistent with the revolutionary changes in material development witnessed in recent years. One of the great challenges of the ceramic industry is to increase the corrosion resistance of ceramic materials, and the study of this corrosion requires a detailed investigation using several characterization methods. This corrosion resistance can be further improved by using a protective coating on the surface of ceramic materials such as Cashew Nut Shell Liquid (CNSL), which has been used as na environmentally friendly corrosion inhibitor. This work investigated the application of CNSL as an organic anticorrosive coating on the surface of ceramic materials. The clay for making prismatic specimens was obtained from the soil in northeastern Brazil. Some sets of these prismatic specimens were plated in CNSL and subjected to immersion and salt spray corrosion tests, along with other sets of specimens not plated with CNSL for future comparison. At the end of 70 days in a corrosive environment, the ceramic specimens without CNSL showed signs of wear on the surface, associated with an average weight loss of 20 mg and an average corrosion rate of 0.017 mm/year for the immersion corrosion test, and, average mass loss of 90 mg with a corrosion rate of 0.076 mm/year for the salt spray corrosion test. On the other hand, the bodies bathed in CNSL did not show an average mass loss in the immersion test. They showed na average mass loss 4.5 times lower than the bodies without this liquid for the saline mist test, reinforcing the potential of CNSL as an agent corrosion protector.
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JOSÉ DEUZIMAR UCHOA
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DESENVOLVIMENTO DE FILME FINO DE ALUMINA EM ATOMIC LAYER DEPOSITION REVESTIDO DE HIDROXIAPATITA APLICADOS NA LIGA BIOMÉDICA Ti-13Nb-13Zr NANOESTRUTURADA
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Advisor : ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO
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Data: Jul 31, 2023
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Neste projeto de pesquisa objetivamos em modificar a superfície da liga ternária TNZ de grãos em escala nanométrica de modo a promover uma osseointegração precoce e lhe conferir ação bioativa melhorada. Para tanto, superfícies do substrato nanoestruturado Ti- 13Nb-13Zr foram submetidadas a revestimento por filme fino em alumina (Al2O3) no processo Atomic Layer Deposition (ALD) a relativa baixa temperatura, de forma a depositar uma camada protetiva longe do padrão de janela de temperatura para caracterizar sobre as ranhuras superficiais da liga TNZ uma topografia ideal para ancoragem de material proteico em análises biológicas. Os corpos de prova consistiram de substrato (TNZ), Substrato com deposição de hidroxiapatita (HA) por eletrodeposição (TNZ/HA), subatrato em alumina (TNZ/Al) e substrato em duplo revestimento (TNZ/Al/HA. Essas amostras foram caracterizadas por AFM, Rama MEV, EDS e DRX. Estas superfícies exibiram atividade de boa biocompatibilidade em testes de viabilidade celular, mineralização de matriz extracelular e adesão e proliferação celular. As várias superfícies produzidas neste trabalho são promissoras para a utilização como implantes, podendo ser úteis principalmente depois de testes in-vivo visando uma melhor conclusão sobre o estímulo para a osteogênese. O objetivo desta tese foi investigar o comportamento do nanorevestimento de alumina em ALD a partir da sua forma mais utilizada comercialmente, com precursor TMA (trimetilamina) e a purga em meio aquoso. A combinação de dupla camada de revestimento protetivo de liga de titânio TNZ para implantes envolvendo filme fino de alumina ALD e hidroxiapatita por eletrodeposição foi conduzido para fabricar uma topografia superficial ideal para o desenvolvimento e ancoragem de camadas dos revestimentos bioativos. A topografia no substrato e a ativação heterogênea dos sítios reativos parecem contribuir com a complexidade de deposição de alumina a baixa temperatura na formação das camadas homogêneas e densas de HA. Filmes finos de Al2O3 com espessura entre e 100 nm foram sintetizados a 150°C por deposição de camadas atômicas sobre substratos da liga TNZ. A evolução da camada de interface e das propriedades do material com o tratamento térmico foram estudadas. As análises EDS comprovaram propriedades protetivas em dupla camada TNZ/AL/HÁ contra contaminantes e íons do substrato (Ti, Nb, Zr). Os espécimes de bicamadas proposto para mostrar a influência da estrutura de alumina a baixa temperatura em ALD na formação de HA são viáveis para futuros estudos de bioatividades em implantes de ligas TNZ. A liga TNZ quase beta tem boas qualidades biocompatível, por apresentar estabilidade química e propriedades mecânicas melhoradas pelo processo SPD(severa deformação plástica) aplicando a forma variante HPT( alta pressão e torção). A nanoestruturação do material melhorou as propriedades de resistência à corrosão tornando o material pesquisado como ideal para fabricação de implantes. A nanoestrutura reduz os defeitos existentes no substrato, melhora suas propriedades mecânicas e torna a superfície quimicamente mais ativa em relação aos revestimentos depositados, interagindo de forma diferente diante de um modelo Ti13Nb13Zr microestruturada. Esta pesquisa demonstrou ser viável fabricar sistemas bioativos envolvendo revestimentos à base de alumina em ALD pelo método em menor custo sobre liga titânio próximo a beta, de baixo módulo de Young em decorrência da nova sinergia amplificada no processo de nanoestruturação do material em HPT.
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JOSÉ DEUZIMAR UCHOA
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DESENVOLVIMENTO DE FILME FINO DE ALUMINA EM ATOMIC LAYER DEPOSITION REVESTIDO DE HIDROXIAPATITA APLICADOS NA LIGA BIOMÉDICA Ti-13Nb-13Zr NANOESTRUTURADA
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Advisor : ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO
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Data: Jul 31, 2023
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Show resume
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Neste projeto de pesquisa objetivamos em modificar a superfície da liga ternária TNZ de grãos em escala nanométrica de modo a promover uma osseointegração precoce e lhe conferir ação bioativa melhorada. Para tanto, superfícies do substrato nanoestruturado Ti- 13Nb-13Zr foram submetidadas a revestimento por filme fino em alumina (Al2O3) no processo Atomic Layer Deposition (ALD) a relativa baixa temperatura, de forma a depositar uma camada protetiva longe do padrão de janela de temperatura para caracterizar sobre as ranhuras superficiais da liga TNZ uma topografia ideal para ancoragem de material proteico em análises biológicas. Os corpos de prova consistiram de substrato (TNZ), Substrato com deposição de hidroxiapatita (HA) por eletrodeposição (TNZ/HA), subatrato em alumina (TNZ/Al) e substrato em duplo revestimento (TNZ/Al/HA. Essas amostras foram caracterizadas por AFM, Rama MEV, EDS e DRX. Estas superfícies exibiram atividade de boa biocompatibilidade em testes de viabilidade celular, mineralização de matriz extracelular e adesão e proliferação celular. As várias superfícies produzidas neste trabalho são promissoras para a utilização como implantes, podendo ser úteis principalmente depois de testes in-vivo visando uma melhor conclusão sobre o estímulo para a osteogênese. O objetivo desta tese foi investigar o comportamento do nanorevestimento de alumina em ALD a partir da sua forma mais utilizada comercialmente, com precursor TMA (trimetilamina) e a purga em meio aquoso. A combinação de dupla camada de revestimento protetivo de liga de titânio TNZ para implantes envolvendo filme fino de alumina ALD e hidroxiapatita por eletrodeposição foi conduzido para fabricar uma topografia superficial ideal para o desenvolvimento e ancoragem de camadas dos revestimentos bioativos. A topografia no substrato e a ativação heterogênea dos sítios reativos parecem contribuir com a complexidade de deposição de alumina a baixa temperatura na formação das camadas homogêneas e densas de HA. Filmes finos de Al2O3 com espessura entre e 100 nm foram sintetizados a 150°C por deposição de camadas atômicas sobre substratos da liga TNZ. A evolução da camada de interface e das propriedades do material com o tratamento térmico foram estudadas. As análises EDS comprovaram propriedades protetivas em dupla camada TNZ/AL/HÁ contra contaminantes e íons do substrato (Ti, Nb, Zr). Os espécimes de bicamadas proposto para mostrar a influência da estrutura de alumina a baixa temperatura em ALD na formação de HA são viáveis para futuros estudos de bioatividades em implantes de ligas TNZ. A liga TNZ quase beta tem boas qualidades biocompatível, por apresentar estabilidade química e propriedades mecânicas melhoradas pelo processo SPD(severa deformação plástica) aplicando a forma variante HPT( alta pressão e torção). A nanoestruturação do material melhorou as propriedades de resistência à corrosão tornando o material pesquisado como ideal para fabricação de implantes. A nanoestrutura reduz os defeitos existentes no substrato, melhora suas propriedades mecânicas e torna a superfície quimicamente mais ativa em relação aos revestimentos depositados, interagindo de forma diferente diante de um modelo Ti13Nb13Zr microestruturada. Esta pesquisa demonstrou ser viável fabricar sistemas bioativos envolvendo revestimentos à base de alumina em ALD pelo método em menor custo sobre liga titânio próximo a beta, de baixo módulo de Young em decorrência da nova sinergia amplificada no processo de nanoestruturação do material em HPT.
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FLÁVIO PESSOA AVELINO
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PORCELAIN CERAMIC TILE MANUFACTURED WITH THE ADDITION OF HYDROXYAPATITE IN CERAMIC FORMULATIONS
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Advisor : ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO
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Data: Jul 28, 2023
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Show resume
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Este estudo apresenta os resultados de uma investigação sobre a viabilidade e sustentabilidade do uso de hidroxiapatita, resíduo de casca de ovo e resíduo de pó de vidro em uma massa de revestimento cerâmico, visando à produção de um revestimento cerâmico. O trabalho é composto por cinco capítulos, dos quais três são apresentados como artigos publicados/submetidos. O primeiro capítulo aborda o contexto e os fundamentos da literatura aplicada a revestimentos cerâmicos. Os materiais em questão foram avaliados quanto à análise de partículas, composição química e mineralógica, além de características térmicas. Corpos de prova foram confeccionados para análise dos índices físicos: retração linear de queima, porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica à flexão. A formação da fase após a sinterização foi investigada por análise de Difração de Raios-X. Além disso, foi analisada a superfície do material, avaliando a microestrutura e correlacionando-a com suas possíveis propriedades, bem como defeitos. O segundo, terceiro e quarto capítulos descrevem a aplicação da adição de hidroxiapatita, resíduo de casca de ovo e resíduo de pó de vidro em uma massa para revestimento cerâmico, respectivamente, em forma de artigos científicos. A adição desses materiais resultou em um produto final de qualidade comparável aos revestimentos cerâmicos tradicionais. Além disso, a utilização desses resíduos como matéria-prima para a produção de revestimentos cerâmicos sustentáveis contribui para a redução do descarte de resíduos e para a preservação do meio ambiente. O trabalho é finalizado com o capítulo cinco, que sugere possíveis trabalhos futuros e apresenta conclusões sobre soluções para aplicação de passivos ambientais na produção de revestimentos cerâmicos. A análise realizada neste estudo demonstrou que a adição de hidroxiapatita, resíduo de casca de ovo e resíduo de pó de vidro em uma massa para revestimento cerâmico é viável e resulta em um produto final de qualidade. Portanto, a utilização de resíduos como matéria-prima para a produção de revestimentos sustentáveis é uma alternativa promissora e benéfica do ponto de vista ambiental.
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WILTON DE CARVALHO LOPES
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ESTUDO DE DEGRADAÇÃO TÉRMICA DA GOMA DO ANGICO E DESENVOLVIMENTO DE UM NOVO COMPÓSITO DE AEROGEL À BASE DE ARGILA PLÁSTICA E POLISSACARÍDEOS: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO NÃO ISOTÉRMICO
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Advisor : DURCILENE ALVES DA SILVA
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Data: Jul 10, 2023
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Show resume
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Aerogéis são materiais porosos fabricados substituindo o líquido ou sólido em um gel por ar. Os primeiros aerogéis foram desenvolvidos em 1931 por Kistler utilizando a sílica como material precursor. Aerogéis a base de argila com a incorporação de materiais poliméricos e secagem através do método de liofilização tem sido bastante estudados recentemente. Neste trabalho foram produzidos aerogéis híbridos à base de argila plástica através de um método de mistura simples sem a presença de um agente retirculador químico, com a incorporação da goma do angico e alginato. Além disso, um estudo de degradação térmica da goma do angico foi realizado utilizado métodos não isotérmicos. Os ensaios mecânicos de compressão dos aerogéis mostraram um comportamento de material esponjoso de baixa densidade, tanto a resistência à compressão quanto o módulo de elasticidade de Young para os aerogéis apresentaram um crescimento com a diminuição do pH de 8 para 6. A análise de difração de raios-X comprovou que a incorporação dos polissacarídeos nos aerogéis aconteceu de forma satisfatória. As curvas de TG em atmosfera não oxidante evidenciaram que os aerogéis exibem excelente estabilidade térmica, conferindo-lhes um potencial promissor como material isolante térmico para aplicações tecnológicas. As medidas da cinética e os parâmetros termodinâmicos foram obtidas das curvas de TG em três taxa de aquecimento constante (5, 15 e 25°C/min) em uma atmosfera de nitrogênio. Dentro do estágio de maior perda de massa da goma angico, os três métodos utilizados apresentaram energias de ativação próximas com valores entre 123 - 230 kJ mol -1 no método FWO, 91 - 97 kJ mol-1 através do método Coats-Redfern e 210 kJ mol -1 pelo método de Kissinger
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MICHELLE DE PAULA MADEIRA
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A STUDY OF POWDER AND SUPPORTED APPLICATION OF TITANATE NANOTUBES
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Jul 7, 2023
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Show resume
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Nanomaterials are fundamental to nanoscience and nanotechnology. Among the various nanomaterials, titanate nanotubes have been used in several applications due to their large surface area, layered structure, and ion exchange capacity. In this work we present the results of a research that aimed to investigate the application of titanate nanotubes in powder and/or supported. Initially, a review was carried out on materials and techniques to obtain selfcleaning and/or antimicrobial surfaces. This was done to outline the application given to nanotubes in our study. The results showed titanium dioxide as the most frequently used material to obtain surfaces with these properties, spin-coating and dip-coating as the main deposition techniques and Staphylococcus aureus and Escherichia coli were the bacteria most used in antibacterial assays. In the second stage of the doctoral research, sodium titanate nanotubes were deposited on FTO glass via electrophoretic deposition. The surfaces obtained showed high wettability and inhibited the adhesion of E. coli. In addition, a reduction in the adhesion of S. aureus was observed in relation to the control surface. Direct contact assay with powder nanotubes and under UV-visible light showed an increase in the inhibition rate (of ƞ = 4.1% for ƞ = 25.4%) of E. coli due to the action of reactive oxygen species. In the third stage of the research, the application of sodium titanate nanotubes after ion exchange with cerium and/or gallium ions was performed. The specific surface area of the nanotubes increased considerably after ion exchange. Furthermore, after direct contact assay under visible light, there was an increase in bacterial inhibition of S. aureus, especially for the sample exchanged with cerium and gallium (ƞ = 83.1%). E. coli had similar inhibition (ƞ ~56%) for cerium and cerium/gallium exchanged nanotubes. Thus, titanate nanotubes have potential for antibacterial application either in powder form or deposited on a substrate.
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ANTÔNIO ALVES DE CARVALHO JÚNIOR
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FEASIBILITY OF USING FIBER CEMENT RESIDUE AND TAILINGS FROM MORISCA MINING FOR CERAMIC APPLICATIONS
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Advisor : JOSE MILTON ELIAS DE MATOS
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Data: Jun 29, 2023
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This paper presents the results of the investigation into the feasibility of using fibre cement residues and morisca mining tailings to produce bricks used in civil construction. It consists of five chapters, three of which are presented as articles that were published and authorized to compose this work. The first chapter presents the context of this research and the most relevant foundations of the literature applied to red ceramics. The materials object of this work were studied in terms of granulometry, plasticity, chemical and mineralogical composition, and thermal characteristics, as well as test specimens were made to analyze the behaviour of shrinkage, water absorption, compressive strength for soil-cement applications and strength bending for burned parts. The second and third chapters explore the application of morisca as a material for the production of bricks using the traditional burning methodology and the cementing methodology with the use of Portland cement. The second chapter presents the analysis of the technical viability of morisca powder for producing soil-cement bricks, given the Brazilian standards for soil-cement applications. The third chapter presents a solution for using rejects from the improvement of Piauí morisca, showing that these rejects in powder resemble the clays used in the traditional red ceramic industry, with clayey characteristics inherent in producing fired ceramic bricks. The results of these studies allowed us to define under which conditions morisca powder can be used to produce cemented and fired bricks. Therefore, contributing to a more sustainable treatment of future disposal of fibre cement products, the fourth chapter shows that this material in powder form is viable in composites based on clay and cement, applied in the manufacture of bricks designated as ecological, meeting the technical specifications provided for in Brazilian standards for soil-cement bricks. The result of this work also establishes the viability conditions for the use of fibre cement powder. The thesis ends with chapter five, suggesting future work and conclusions about the solutions for applying these environmental liabilities.
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ADRIANO SANTANA SOARES
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IMPACTO DO pH SOBRE AS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, MORFOLOGICAS, OTICAS E FOTOCATALITICAS DO COMPOSTO ZnO DOPADO
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Advisor : BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
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Data: May 26, 2023
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Nanoestruturas de Oxido de Zinco (ZnO) tem sido amplamente estudada devido suas propriedades catalíticas, optoeletrônicas, elétricas e atividade biológica. Uma imensa variedade de nanoestruturas de ZnO (nanobastões, nanofios, nanofitas, nanodiscos e nanofolhas) pode ser sintetizada por diferentes métodos como sol-gel, co-precipitação, solvotérmico. A literatura vem demostrando que as aplicações do ZnO estão fortemente ligadas à morfologia das nanoestruturas que podem ser afetadas pelos parâmetros de síntese, como o pH e dopagem com Metais de Transição e íons de Terras Raras. Nesse contexto, essa tese tem o objetivo de investigar o efeito do pH sobre as propriedades estruturais, morfológicas, ópticas, bem como o desempenho fotocatalítico de nanoestruturas de ZnO dopadas com Metais de Transição e Terras Raras: [Ferro (Fe), Cobalto (Co) e Lantânio (La)]. No Capítulo 1, será apresentado uma breve revisão bibliográfica sobre a estrutura cristalina do ZnO e os possíveis defeitos estruturais encontrados em compostos a base desse semicondutor. Além disso, será apresentado o estado da arte sobre o efeito da dopagem em nanoestruturas de ZnO, importância da fotocatálise para a remediação ambiental, corantes e fármacos. No capítulo 2, serão apresentados os resultados sobre o efeito do pH (3, 6 e 9) sobre as propriedades vibracionais, morfológicas, óticas e eletrônicas de nanoestruturas de ZnO puras e dopadas com 2 % de cátions de Fe3+ sintetizadas pelo método sol-gel. Os resultados demostraram que a dopagem e o pH são parâmetros importantes para controlar mudanças nas propriedades vibracionais, morfológicas, ópticas e elétricas no composto sintetizado. No Capítulo 3, são mostrados e discutidos os resultados sobre a influência do pH nas propriedades estruturais, morfológicas, texturais, óticas assim como, no desempenho fotocatalítico para a degradação do fármaco Ibuprofeno do composto Zn1-xCoxO, (x = 0,00 e 0,05) sintetizado pelo método de co-precipitação. Foi demonstrado que o crescimento das estruturas de ZnO são fortemente influenciados pelo pH, que a substituição dos íons Co2+ nas posições intersticiais da estrutura hexagonal do ZnO causou um aumento nos parâmetros de rede. Além disso, a resposta fotocatalítica usando o fármaco ibuprofeno sob irradiação UV se mostrou mais eficiente em condições controladas de H2O2. No Capítulo 4 são detalhados resultados impactantes sobre a resposta fotocatalítica para o fármaco Ciprofloxacina e o corante Azul de Metileno de nanoestruturas de ZnO dopadas com 3 % de cátions de La3+ sintetizadas pelo método de co-precipitação para os valores de pH: 8, 9, 10, 11e 12. Os resultados confirmaram a importância do pH no controle da morfologia, propriedades texturais, óticas e sobre o desempenho fotocatalítico dos compostos analisados.
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MÁRIO VIANA MEDEIROS FILHO
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ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES DE AÇOS AISI 1045 E 6160 SUBMETIDOS A TRATAMENTO DUPLEX COM GAIOLAS DE HASTELLOY E AISI 904L.
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Advisor : ROMULO RIBEIRO MAGALHÃES DE SOUSA
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Data: May 19, 2023
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Aplicado na cutelaria, o aço ligado AISI 6160 possui boas ductilidade, resistência à tração e a fadiga. Já o aço AISI 1045 possui boa usinagem e ampla utilização industrial. Ambos apresentam baixa dureza superficial e resistência ao desgaste. Comumente os processos de Nitretação Convencional a plasma (NC) e Deposição em Gaiola Catódica (DGC) são utilizados para melhorar propriedades mecânicas de materiais. Aqui foi aplicado um tratamento duplex (DGC seguida de NC), no qual foram confeccionadas duas gaiolas uma com AISI 904L e outra com Hastelloy, que possuem elementos de ligas formadores de compostos de elevada dureza. Foi analisado o efeito do binômio tempo/temperatura da NC e da composição da gaiola no desempenho dos substratos A subsequente NC proporciona a difusão do nitrogênio melhorando adesão e estabilidade da camada. Na DGC foi aplicada temperatura de 450°C por 4H, na NC combinaram-se temperaturas de 450°C e 500°C e tempos de 2h e 4h. Foram realizados ensaios de microdureza, MO, resistência ao desgaste e DRX. Notou-se a formação de uma camada com boa espessura e presença de fases duras com consequente aumento na microdureza em todas as variações, atingindo 339% de incremento para o 1045 tratado com gaiola de 904L e 419% para o 6160 com gaiola de Hastelloy. O gráfico do perfil mostrou um gradiente conforme a profundidade das camadas e decaimento suave. Isso favoreceu a redução significativa do volume desgastado em todas as amostras, com destaque para o tratamento duplex com Hastelloy em 6160 que apresentou 3,64 x 10-4mm3 de volume desgastado após 30min. Conclui-se que o tratamento duplex foi eficiente para melhorar o desempenho mecânico, bem como fornecer um filme duro e estável, utilizando um processo relativamente rápido, de baixa temperatura que pode ser aplicado no meio industrial.
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GUSTAVO PORTELA DE DEUS
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ANÁLISE DE SUPERFÍCIE NITRETADA, PELO MÉTODO CONVENCIONAL, TRATAMENTO DUPLEX E DEPOSIÇÃO DE FILMES DE NITRETO EM GAIOLA CATÓDICA
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Advisor : ROMULO RIBEIRO MAGALHÃES DE SOUSA
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Data: Apr 20, 2023
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As ferramentas de corte são utilizadas nos processos produtivos industriais com a finalidade de modificar e moldar estruturas de materiais metálicos, poliméricos ou compósitos, na intenção de estabelecer formas e adequações ao corpo e a finalidade destinada a este corpo. Em se tratando da indústria metal mecânica, estas ferramentas são projetadas para serem utilizadas nos processos de conformação mecânica, como estampagem, fundição, extrusão, forjamento etc., bem como nos processos de usinagem, que se constituem na redução da superfície com a remoção do cavaco e promovendo a forma e o acabamento desejado. Os materiais utilizados na confecção destas ferramentas foram com o decorrer do tempo sendo modificados e melhorados, visando sempre atender as reais demandas da indústria de transformação, no que concerne a produtividade e eficiência destas ferramentas. O objetivo deste trabalho visou analisar o desempenho e eficiência destas ferramentas quanto revestidas superficialmente através dos tratamento termoquímico de nitretação por plasma com a utilização de gaiola catódica, evitando-se assim os defeitos indesejáveis do processo convencional e ainda estabelecendo situações diversas como tratamento duplex, bem como aplicação de revestimento como elementos de transição como o vanádio e o nióbio que devido a grande reserva mineral no subsolo brasileiro, tem se tornado objeto de grandes pesquisas. Foram analisadas diversas amostras, variando o tipo de revestimento aplicado e os resultados obtidos quanto aos parâmetros de interesse ou sejam as propriedades adquiridas após os tratamentos. As amostras foram submetidas a ensaios de difração de raio x para avaliação das fases presentes no revestimento, análise metalográfica através do microscópio eletrônico de varredura MEV, dureza através de ensaio de microdureza, e ainda o comportamento da adesão do filme de revestimento ao substrato. Diante de todas as evidências constatadas, foi emitido um parecer de conclusões e sugestões para o contínuo trabalho de busca de ferramentas mais eficientes e inovadoras nos processos industriais.
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DANIELLE BENIGNO DE ANDRADE E SILVA
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BIONANOCOMPÓSITOS DE LAPONITA /GELMA PARA POTENCIAL APLICAÇÃO NA ENGENHARIA DE TECIDOS ÓSSEOS
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Advisor : EDSON CAVALCANTI DA SILVA FILHO
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Data: Apr 11, 2023
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As falhas e/ou defeitos ósseos causados por traumas, perdas dentárias precoces e por alterações sistêmicas ainda figuram como as principais limitações para o sucesso de implantes dentários ou do uso de materiais para estimular a neoformação óssea. Além disso há também a possibilidade de infecção por contaminação no transoperatório, o que reforça a necessidade do desenvolvimento de novos materiais. As argilas, em especial a Laponita, são candidatas promissoras para serem utilizadas como alternativa na composição de biomateriais para essa finalidade. Nesse sentido desenvolveu-se um hidrogel compósito de Laponita com um polímero derivado da gelatina (GelMA) para atuar estimulando a neoformação óssea no qual, posteriormente, foi incorporado digluconato de clorexidina com o objetivo de fornecer ao material algum efeito antibacteriano. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados por Difração de Raios X, FTIR, Calorimetria de Varredura Diferencial, Termogravimetria e Microscopia Eletrônica de Varredura e foi possível observar a formação do compósito Lap/GelMa bem como a incorporação de clorexidina nos híbridos. Os ensaios de toxicidade e viabilidade celular mostraram a biocompatibilidade dos materiais e o ensaio cometa mostrou que o material não apresenta genotoxicidade. O teste de diferenciação osteogênica mostrou que o hidrogel Lap/GelMa foi capaz de promover a diferenciação de células tronco de medula óssea de rato em células osteoprogenitoras na ausência de outros fatores indutores. O ensaio de inibição bacteriana apontou que o compósito no qual a clorexidina foi adicionada promoveu total controle do crescimento bacteriano já na concentração de 5% de clorexidina. Portanto os materiais desenvolvidos apontam para a possibilidade de uso como biomaterial para aplicação na engenharia de tecidos ósseos.
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TÂNIA PATRÍCIA SILVA E SILVA
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SÍNTESE E PROPRIEDADES ÓPTICAS NÃO LINEARES DE NANOPARTÍCULAS BIMETÁLICAS DE OURO E PRATA SINTETIZADAS A PARTIR DO EXTRATO AQUOSO DE HYMENAEA COURBARIL (JATOBA)
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Advisor : FRANCISCO ERONI PAZ DOS SANTOS
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Data: Apr 4, 2023
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A síntese verde de nanopartículas metálicas (NPMs) tem sido considerada como uma alternativa inovadora e sustentável para a produção de nanopartículas metálicas, devido à utilização de organismos biológicos ou partes deles como agentes redutores e estabilizadores. O presente estudo relata pela primeira vez o uso do extrato de Hymenaea courbaril (Jatobá) como agente redutor e estabilizador na síntese de nanopartículas metálicas de ouro (AuNPs), prata (AgNPs) e bimetálicas (AuAgNPs) e a investigação de propriedades ópticas não-lineares. A presença dos grupos taninos e flavonóides presentes no extratos das folhas foram observados nos espectros de FTIR e UV-VIS. Após a produção das nanoestruturas, as bandas de ressonância de plasmon superficial (SPR) observadas nos espectros de UV-VIS confirmaram a formação das nanopartículas bimetálicas. Elas apresentam um raio hidrodinâmico médio de 100nm, carga superficial negativa e morfologia de formato esférico. As propriedades ópticas não lineares foram obtidas pela técnica de espectroscopia de lente térmica e da técnica de varredura Z. As propriedades termo-ópticas foram investigadas através da técnica de espectroscopia térmica, e mostraram valores de difusividade térmica da ordem entre (8-10) x10-4 cm²/s. A técnica Z-Scan apresenta um índice de refração não linear é negativo e além disso observamos efeitos de absorção de dois fótons dependendo da composição da nanoestrutura. Os efeitos não lineares das nanoestruturas indicam que podem ser controlados dependendo da composição da nanoestrutura. Os resultados indicam que as partículas podem ser aplicadas em sistemas para limitação óptica, limitação óptica e terapia fototérmica.
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ANDERSON CASTELO BRANCO LOPES
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DEVELOPMENT TIO2-BASED MATERIALS USING NATURAL GUMS
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Mar 31, 2023
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Este trabalho tem como objetivo a síntese de TiO2 pelo método químico sol-gel com a utilização de estabilizantes do tipo gomas naturais (goma Karaya e Arábica). A estabilização com gomas naturais é considerada uma estratégia eficaz para melhorar a morfologia do TiO2 influenciando diretamente na mobilidade dos portadores de carga e na resposta à luz visível. Inicialmente, uma revisão bibliográfica sobre nanomateriais multifuncionais a base de TiO2 foi apresentada. Em seguida, os matérias a base de TiO2 e gomas naturais foram sintetizados separadamente, resultando em TiO2/Karaya e TiO2/Arábica. Diferentes técnicas de caracterização foram empregadas para investigar as mudanças estruturais, morfológicas e eletrônicas dos materiais, sendo utilizados difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), raios X dispersivos de energia (EDS), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e reflectância difusa e BET. Os resultados de DRX mostram que ambos os materiais apresentaram a fase predominante anatase. O refinamento Rietveld foi realizado para a amostra TiO2/Arábica, resultando em 10,4% para a fase broquita e 89,6% para a fase anatase. As imagens MEV ilustram o formato esférico bem definido e uniforme dos materiais. As análises semiquantitativas EDS mostraram que ambas as amostras foram sintetizadas com sucesso. Os resultados BET indicam que os materiais apresentam estruturas mesoporosas. O experimento antibacteriano mostrou que TiO2/Karaya foi capaz de fotoinativar bactérias. As cepas Escherichia coli e Staphylococcus aureus foram fotointivadas em 40% e 70%, respectivamente. A performance fotocatalítica para a degradação do antibiótico ciproflaxacino foi avaliada para o TiO2/Arábica. Após 120 min de reação fotocatalítica, TiO2/Arábica foi capaz de degradar 94% do fármaco. Os materiais a base de TiO2 sintetizados pelo método sol-gel com a estabilização de gomas naturais são promissores candidatos para a degradação de contaminantes emergentes presentes em estações de tratamento de esgotos, bem como para a inativação de patógenos.
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FRANCISCO DIASIS VIEIRA DE ARAÚJO
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Estudo da dinâmica de monocamada de GaS e do WSe2 suspenso e suportado dependente da temperatura e pressão de excitação
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Advisor : BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
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Data: Mar 31, 2023
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Neste trabalho, investigamos a dependência da temperatura e potência de excitação do WSe2 monocamada e a dependência da temperatura do GaS de duas, três e multicamadas. Sendo ambas as amostras suspensas e suportadas. A caracterização do disseleneto de tungstênio (WSe2) foi realizada através de fotoluminescência (PL) para observarmos a dinâmica dos éxcitons em baixas temperaturas. Enquanto a caracterização do sulfeto de gálio (GaS) foi realizada atraves do espectro Raman para investigarmos a dependência da temperatura de seus modos mais intensos A1g1 e A1g2, acessando assim, seus respectivos Parâmetros Grüneisen termodinâmicos e anarmonicidade. Nossos resultados sobre WSe2 mostram a presença de excitações elementares, como éxciton neutro e os éxcitons carregados (trions), que por sua vez com o aumento da temperatura tiveram seus picos excitônicos deslocados para menores valores de energia. Através dos ajustes feitos com as equações Varshni e Arrhenius, buscou-se compreender a dinâmica das excitações elementares em baixa temperatura atraves da PL com variação de temperatura, além dos efeitos de localização em suas intensidades de PL. Sabendo que os fônons desempenham um papel fundamental no transporte eletrônico e térmico de materiais 2D, o que é crucial para as aplicações de dispositivos. Nesse sentido, nossos resultados sobre GaS mostram que as frequências Raman desses dois fônons suavizam com o aumento da temperatura com diferentes coeficientes θ = ∂ω / ∂T. O coeficiente de temperatura de primeira ordem θ do modo A1g2 é ∼ -0,016 cm – 1 / K, independentemente do número de camadas e do suporte. Em contraste, o θ do modo A1g1 é menor para GaS de duas camadas e constante para amostras mais espessas (∼ -0,0062 cm – 1 / K). Além disso, para GaS de duas camadas, o θ é ∼ -0,0044 cm – 1 / K para a amostra suportada, enquanto é ainda menor para a suspensa (∼ -0,0029 cm – 1/ K). O maior valor de θ para amostras suportadas e mais espessas foi atribuído ao aumento da anarmonicidade dos fônons induzida pela rugosidade da superfície do substrato e espalhamento dos fônons Umklapp. Nossos resultados lançam uma nova luz sobre a influência do substrato e do número de camadas nas propriedades térmicas de GaS de poucas camadas, que são fundamentais para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de GaS atomicamente finos. Ao mesmo tempo vimos que, nossas pesquisas com WSe2 possibilitam o desenvolvimento de tecnologias na eletrônica, optoeletrônica, valleytrônica entre outras áreas de aplicação para este material bem como para outros matérias 2D.
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HUNOS PAIXÃO MADUREIRA
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ESTUDO DAS PROPRIEDADES OPTOELETRÔNICAS DE FILMES FINOS DE NITRETO DE TITÂNIO DEPOSITADOS EM VIDRO POR SPUTTERING REATIVO EM GAIOLA CATÓDICA
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Advisor : ROMULO RIBEIRO MAGALHÃES DE SOUSA
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Data: Mar 31, 2023
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O presente trabalho investigou as propriedades optoeletrônicas de filmes finos de TiNx depositados por plasma em substratos de vidro com uso de gaiola catódica de titânio. Os filmes foram produzidos a 400°C por 4 horas com uma mistura nitrogênio-argônio na proporção de 10%, 22% e 50% de nitrogênio em potencial flutuante. Os filmes finos foram examinados por espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) espectroscopia UV-VIS-NIR, elipsometria e lente térmica. As medidas realizadas no MEV e AFM forneceram informações sobre a espessura e rugosidade dos filmes depositados. Os resultados da espectroscopia Raman e UV-VIS-NIR indicaram a formação de filmes finos de TiNx subestequiométricos. Os filmes preparados com uma mistura nitrogênioargônio na proporção de 10% apresentaram maior reflectância principalmente na região do infravermelho bem como menor transmitância, a partir da região do visível e do infravermelho, e maior estequiometria. O aumento da proporção nitrogênio-argônio acompanha a diminuição da reflectância na região espectral do infravermelho ao mesmo tempo que o aumento da transmitância na mesma região, indicando que o excesso de nitrogênio na composição dos filmes resulta em comportamento não desejado para uso dos filmes como espelhos térmicos. As medidas elipsométricas e de lente térmica proporcionaram a relação entre as propriedades optoeletrônicas e térmicas e a estequiometria dos filmes.
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JOZIEL ALVES DE OLIVEIRA
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE TiO2/POLISSACARÍDEO MESOCARPO DO BABAÇU: APLICAÇÕES FOTOCATALÍTICAS, FOTOELETROQUÍMICAS E ANTIBACTERIANA
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Mar 30, 2023
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Devido á grande necessidade de obtenção de métodos alternativos de remediação ambiental em função da grande quantidade de poluentes que não são removidos de forma eficiente pelos métodos convencionais pesquisas estão sendo desenvolvidas para criar sistemas eficazes de remediação ambiental que possam combater tanto a poluição quanto a contaminação por microrganismos. O uso da fotocatálise heterogênea com TiO 2 com a associação de polímeros naturais pode melhorar as propriedades fotocatalíticas do material. No presente trabalho compósitos formados por TiO2/mesocarpo do babaçu foram sintetizados pelo método sol-gel com a variação de porcentagem de 3% e 5% (m/v) para os sistemas denominados 3BBT e 5BBT, respectivamente. Esses compósitos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A área superficial foi calculada pelo método de Brunauer–Emmett–Teller (BET). As características ópticas foram medidas por espectroscopia de reflectância difusa no UV-Vis (DRS -Uv-Vis). Estudos eletroquímicos foram realizados e obtidos dados de Fotocorrente em função da variação de concentração de ácido gálico e de potencial aplicado. A eficiência fotocatalítica do material foi estudada por meio da fotocatálise do corante azul de metileno (AM) sob radiação predominante no visível. O DRX mostrou que os compósitos obtidos se encontram na fase cristalográfica anatase, o aumento da porcentagem de mesocarpo do babaçu influenciou na redução da intensidade dos picos e tamanho de cristalito. As imagens de MEV mostraram um aspecto mais poroso do material 3BBT e mais denso do material 5BBT, confirmado pelas caracterizações texturais, que mostraram redução de volume de poro e redução de área superficial específica do 5BBT comparado ao 3BBT. A caracterização óptica mostrou que o aumento da porcentagem do polissacarídeo provocou redução da energia de band gap do TiO 2 , (Eg = 2,90 eV e Eg = 2,47 eV para 3BBT e 5BBT, respectivamente). O estudo eletroquímico mostrou que os compósitos apresentaram capacidade de detecção do ácido gálico, proporcionando aumento de sensibilidade de acordo com o aumento de fotocorrente aplicada, mostraram também boa capacidade de reaproveitamento comprovado pelo teste de repetibilidade (DPR de 2,66% e 3,68% para 3BBT e 5BBT, Respectivamente). O material 3BBT apresentou maior capacidade fotocatalítica, proporcionando descoloração de 63,4 % do corante AM no tempo de 120 min. Os testes antibacterianos indicaram que o material 5BBT exibem maior capacidade de inibição das bactérias E. coli e S. aureus.
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LUIZ FILHO RODRIGUES LEAL
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Estudo das propriedades estruturais e magnéticas de granada de ferro e ítrio dopado e co-dopadas com metais de transição e terras raras sintetizadas pelo método sol-gel
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Advisor : BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
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Data: Mar 29, 2023
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Neste trabalho investigamos as propriedades estruturais e magnéticas da Granada de ferro ítrio (YIG) dopada e/ou co-dopadas com metais de transição e terras raras em diferentes concentrações, obtidas pelo método Sol-Gel. Inicialmente investigamos YIG dopado com um metal de transição (Cu) de diferentes concentrações. Posteriormente, estudamos o sistema dopado e codopado YIG com íons de terra raras (Er) e metais de transição (Cr) em diferentes concentrações. Para ambos os estudos foram realizadas técnicas de caracterização estrutural, morfológica e magnética. Todas as nanopartículas de YIG, foram utilizados materiais à base de nitratos e água destilada como solventes. Os valores de temperatura referentes a cada etapa de formação das fases durante o processo de síntese, foram usados das análises termogravimétricas e calorimetria de varredura diferenciadas apresentadas por outras literaturas, permitindo a identificação das várias etapas na formação do material, associada com a evaporação de água e de materiais orgânicos relacionada com a formação da fase cristalina. No estudo relacionado ao YIG dopado com Cu, foram preparadas quatro amostras obtidas a partir da equação Y3(Fe1-xCux)5O12, nas concentrações (x = 0; 0,01; 0,03; 0,05). Leal e colaboradores (2019) reportaram estudos prévios das propriedades magnéticas e estruturais, identificando uma única fase cristalográfica correspondente ao YIG para as amostras dopadas com x = 0,01. Todavia, uma fase secundária foi encontrada para as amostras x=0,03 e 0,05 correspondente à hematita. Além disso, foi observado que o parâmetro de rede está relacionado ao raio iônico do Cu+ que apresenta tamanho diferente em relação ao do Fe +3. Assim, para compreender os mecanismos e propriedades magnéticas do YIG dopado com Cu complementamos os estudos realizados por Leal e colaboradores (2019) com outras técnicas experimentais, avaliando principalmente os estados de oxidação e os sítios de ocupação pelos íons de Cu e Fe. As análises morfológicas por Microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de elétrons por área selecionada (SAED) revelaram planos cristalográficos, típicos de cristais policristalinos específicos da YIG. As Espectroscopias de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Raman indicaram uma possível substituição de Fe pelo metal dopante Cu no sítio octaédrico. A espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS), identificou os estados de valência dos elementos Fe2+, Fe3+, e Cu+ e as modificações nas ligações Químicas na estrutura da YIG, confirmando as hipóteses levantadas sobre a dopagem dos íons de Cu. Os sistemas de YIG dopados e co-dopado com Cr e Er, também produzido por sol-gel, foram ajustados em diferentes concentrações, A análise estrutural no estudo da dopagem e co-dopagem indicou uma única fase cristalográfica, pertencente à YIG. O momento magnético em função do campo aplicado para este estudo, apresentou uma diminuição na magnetização de saturação mais significante para a amostra dopada com o Er em relação a amostra dopada com Cr. Entretanto, com o incremento da concentração de Cr em todas as amostras co-dopadas, observou-se um aumento da coercividade, da mesma forma para a constante anisotrópica magnetocristalina. As curvas de magnetização em função da temperatura foram ajustadas a partir da lei de Bloch, obtendo valores próximos aos reportados nas literaturas para o YIG dopado com outros íons. A espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS), determinou os estados de valência dos elementos ( Fe 2+, Fe 3+, Er 3+ e Cr 3+ ) e as mudanças nas ligações Químicas ocorridas na estrutura da YIG com a dopagem e co-dopagem. Esperamos que esse estudo, possa contribuir de maneira relevante para um entendimento mais detalhado do sistema da YIG dopado e co-dopado com íons de terra raras e metais de transição. Assim como, os resultados apresentados nessa pesquisa, possibilite novos estudos voltados para diversificadas aplicações em diferentes áreas tecnológicas, e em específico como no desenvolvimento de dispositivos de micro-ondas e spintrônica.
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ROBSON VIEIRA DA CUNHA
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DEVELOPMENT OF PHOTOSTABLE HYBRID PIGMENTS BASED ON BETONITE MODIFIED WITH CTAB, USING ANTHOCYANIN AS A NATURAL DYE
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Advisor : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: Mar 29, 2023
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O objetivo de trabalho é o estudo da fotoestabilidade de pigmentos híbridos à base de Bentonita (Bent) intercalados com brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e antocianina (ACN). A incorporação da argila bentonita na presença do CTAB melhora as condições de estabilidade da antocianina quando expostos à luz. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica dos mecanismos de extração, caracterização e combinação da antocianina com diferentes tipos de argilas para formação de pigmentos naturais. Logo após, foi apresentado um estudo no qual a Bentonita intercalada com CTAB foi utilizada como matriz para melhorar a fotoestabilidade do corante ACN. As amostras foram analisadas no teste de fotoestabilidade e submetidas ao teste e comportamento alocrônico ácido/base do pigmento. As caracterizações utilizadasforam: análises elementares (CHN), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrofotômetria UV-Vis e termogravimetria (TG). A incorporação dos surfactantes CTAB e moléculas de ACN na amostra de argila Bent foi confirmada pelos aumento do espaçamento basal, a nova absorção bandas em FTIR atribuídas às contribuições das moléculas orgânicas, às diferenças morfológicas observadas por imagens MEV e aos eventos de perda de massa observados entre 150-550 °C na análise TG/DTG associada às respectivas moléculas orgânicas incorporadas.A combinação do Bent com CTAB promoveu a formação de pigmentos com melhor fotoestabilidade do que os pigmentos formados com Bent puro. Os pigmentos naturais obtidos apresentam boa fotoestabilidade após 200 h de irradiação com luz visível e prolongam a capacidade das cores de serem sensíveis ao pH atmosférico em ciclos de exposição mais longos.
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ANDRÉ LUIZ FERREIRA DE CARVALHO MELO
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Remoção de corante em meio aquoso a partir de biochar produzido por resíduos (amêndoa e caroço) de pequi (caryocar brasiliense)
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Advisor : EDSON CAVALCANTI DA SILVA FILHO
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Data: Mar 28, 2023
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A água é um recurso natural de extrema importância para a preservação e manutenção da flora e fauna predominantes nos ecossistemas, portanto precisa de proteção e conservação. Entretanto, o atual cenário mundial, principalmente movido pelo desenvolvimento tecnológico, é marcado pela realização de uma inúmera variedade de ações, principalmente oriundas da indústria e da agricultura, que resultam na emissão e descarte de compostos orgânicos, muitos deles fortes contaminantes como os corantes a citar o azul de metileno (MB), em ecossistemas de água potável. Nesse sentido, vários são os esforços com o intuito de desenvolver tecnologias para o tratamento de águas contaminadas por corantes a citar o processo de adsorção. Nesse contexto, são propostos adsorventes de baixo custo, principalmente oriundos de biomassas, como os biochars que realizem o processo de adsorção. Na busca de resíduos de biomassa o Cerrado, Savana tropical de maior diversidade do mundo, apresenta uma gama de possibilidade de utilização de frutas, como é o caso do pequi. Dessa forma, os resíduos de pequi têm um potencial para serem utilizados como biomassa geradora de biochars. Assim esta tese tem como objetivo principal identificar as contribuições de Biochar Ativado a partir dos resíduos de biomassa de pequi (Caryocar brasiliense) (endorcarpo e amêndoa) e pelo método de ativação química com Hidróxido de Sódio (NaOH) na remoção do corante azul de metileno em meio aquoso utilizando adsorção. Para tanto, o percurso metodológico foi marcado pelo levantamento do estado da arte, por meio de uma Revisão Sistemática, seguido de estudos de caracterizações dos biochars, antes e após a adsorção, por meio de diferentes técnicas espectroscópicas, morfológicas, térmicas e texturais, além de ensaios de adsorção do corante modelo azul de metileno em solução aquosa por meio de parâmetros cinéticos, termodinâmicos e isotérmicos. O Capítulo I mostrou o protagonismo de países da Ásia Oriental, sobretudo a China, no desenvolvimento de trabalhos envolvendo a temática. Os biochars, em sua maioria, sofrem processo de ativação, principalmente química, tendo como principais agentes ativantes NaOH e ZnCl2, e realizam o processo estudado por meio de quimissorção em monocamada. O Capitulo II identificou que o processo de adsorção de MB por parte tanto do biochar do endocarpo do pequi (BE) quanto do biochar ativado do endocarpo do Pequi (ABE) foi bem ajustado ao modelo cinético de pseudo segunda-ordem cinética e ao modelo isotérmico de Langmuir. O biochar ativado alcançou uma excelente adsorção capacidade de 476,19 mg.g-1. O Capitulo III identificou que o processo de adsorção de MB por parte tanto do biochar da amêndoa do pequi (BA) quando do biochar ativado da amêndoa do Pequi (ABA) foi bem ajustado ao modelo cinético de pseudo segunda-ordem cinética e ao modelo isotérmico de Langmuir. ABA alcançou uma excelente adsorção capacidade de 500,00 mg.g-1. Conclui-se que os biochars ativados oriundos de resíduos de biomassa do pequi ABE e ABA têm uma enorme potencialidade como adsorventes de corantes em meio aquoso, podendo contribuir tanto para o tratamento de águas contaminadas quanto para o desenvolvimento econômico local.
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GUILHERME DE CASTRO BRITO
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Produção de nanofilamentos a base de Poli Acido Polilatico (PLA) e cerâmicas bioativas para impressão em caneta 3D
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Advisor : ANDERSON DE OLIVEIRA LOBO
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Data: Mar 27, 2023
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Certas abordagens para a fabricação e impressão de materiais para aplicações biomédicas que são desenvolvidas, incluindo impressão 3D e bioimpressão, permitem imprimir materiais com alto detalhamento estrutural. No entanto, para aplicação em defeitos ósseos, o uso dessas técnicas é um desafio devido à falta de controle sobre características como profundidade e diâmetro de defeitos ósseos. Neste trabalho objetivou-se a produção e caracterização de filamentos com cerâmicas bioativas para aplicação na engenharia de tecidos. A obtenção dos filamentos foi por meio da técnica de extrusão, após obtenção, foram caracterizados quanto a sua morfologia, estabilidade térmica e composição elementar. Para os ensaios in vitro, foram isoladas células-tronco mesenquimais (MSC) obtidas de fêmures de ratos Wistar (Rattus norvegicus). Foram feitos testes de para avaliação quantitativa das células vivas após exposição à solução de MTT [brometo de 3-4,5-dimetiltiazol], determinação do conteúdo de proteína, calculado em um período de 7 dias para avaliar se o biomaterial acelera ou não a produção de proteínas celulares e ensaios de ALP durante a diferenciação de MSC. Foi realizada ainda, análise da formação de nódulos de mineralização. Com as imagens de microscopia eletrônica de varredura das seções transversais, foi possível evidenciar a presença dos nanomateriais cerâmicos que foram incorporados. A análise termogravimétrica demonstrou que todos os grupos apresentaram resultados semelhantes quanto os principais estágios de decomposição térmica. Com a análise elementar foi possível evidenciar a presença, presença de picos associados aos átomos de cálcio (Ca), fósforo (P), silício (Si), Magnesio (Mg) e Sodio (Na), confirmando a presença das nanoceramicas incorporadas na matriz polimérica. Os ensaios biológicos demonstraram que os materiais produzidos possuem capacidade de serem implantados em sistemas biológicos, todos os grupos apresentaram boa viabilidade celular, os grupos PLAP, PNHA e PNLAP 1 demonstraram maior dosagem de fosfatase alcalina, demonstrando atividade no processo de diferenciação osteogênica.
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MARCELO TEIXEIRA CARNEIRO
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APPLICATION OF EICHHORNIA CRASSIPES BIOMASS AND ACTIVATED BIOCHAR AS ADSORBENT OF METHYLENE BLUE DYE IN AQUEOUS MEDIUM: CHARACTERIZATION, KINETIC AND ISOTHERMAL STUDY
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Advisor : EDSON CAVALCANTI DA SILVA FILHO
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Data: Mar 27, 2023
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O aguapé (Eichhornia crassipes), planta aquática de ampla disseminação e difícil manejo em muitos países, pode causar danos como dificuldade de navegação na água, irrigação e pesca, além de provocar o bloqueio da luz solar que priva a vida aquática de oxigênio da atmosfera. No entanto, essa planta invasora é amplamente disponível na natureza e capaz de adsorver poluentes, incluindo corantes sintéticos, os quais podem trazer consequências negativas para a saúde humana e o ecossistema aquático. Diante dessa potencialidade, realizou-se um estudo com o objetivo de desenvolver e aplicar biomassa (in natura) e biochar ativado de aguapé como adsorvente do corante azul de metileno (AM) de meio aquoso. Inicialmente, desenvolveu-se um estudo de revisão sistemática da literatura (RSL) com a finalidade de estabelecer os biochars produzidos a partir de resíduos de plantas para adsorção de corantes em meio aquoso encontrados na literatura nacional e internacional. Na segunta etapa, realizou-se uma pesquisa para verificar um destino útil para a quantidade expressiva dessa planta, sendo produzidos dois bioadsorventes (folha e caule do águape) in natura que foram caracterizados. As composições das frações fibrosas foram determinadas e os testes de adsorção foram realizados variando o pH, o tempo e a concentração do corante. Os testes experimentais foram ajustados a diferentes modelos cinéticos e isotérmicos. Por fim, foram realizados os processos de dessorção e reaproveitamento do material. Na terceira etapa, desenvolveu-se dois biochars ativados com cloreto de zinco (folha e caule do aguapé) que também foram caracterizados. Os testes de adsorção também foram efetivados variando o pH, tempo e concentração do corante e os resultados experimentais de adsorção foram ajustados a diferentes modelos cinéticos e isotérmicos. Nessa etapa, objetivou-se analisar a eficiência da remoção do corante azul de metileno em soluções aquosas através do processo de adsorção usando como bioadsorvente o biochar de aguapé ativado quimicamente. Através da RSL evidenciou-se que a maior parte das pesquisas sobre o uso de biochars de partes de plantas foi publicada a partir de 2021, principalmente em países da Ásia Oriental e Meridional, com destaque para China. As plantas mais estudadas foram mandioca, arroz e café, sendo as partes mais usadas casca, caule, folha e palha. Os modelos de adsorção mais citados foram cinética e isotermas. Constatou-se significativa variabilidade da capacidade adsortiva entre os biochars produzidos: entre 0,30 e 735,29 mg g-1 . Na pesquisa em que empregou-se a biomassa in natura, constatou-se que as biomassas de aguapé apresentaram capacidade de adsorção acima de 89%, e que a cinética foi mais rápida para a biomassa de caule. O estudo cinético averiguou que o processo de adsorção é melhor descrito pelo modelo de pseudo-segunda ordem, e os ajustes dos dados experimentais da isoterma indicaram que ambos os materiais são favoráveis à adsorção. No terceiro estudo, que envolveu a aplicação do biochar ativado verificou-se que ambos biochars (caule e folha) removeram a mesma quantidade do corante, aproximadamente 322,58 mg g-1 . A cinética pseudo-segunda ordem e os ajustes dos dados experimentais de isoterma ao modelo de Langmuir, assim como ocorreu na biomassa in natura, foram mais adequados para descrever a adsorção do corante pelos biochars. Conclui-se que as biomassas e biochars desenvolvidos são recursos com potencialidade para serem utilizados na adsorção de corantes em meio aquoso, e excelente perspectiva de produção, frente à quantidade de resíduos gerados.
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IDGLAN SÁ DE LIMA
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HIDRÓGEIS MULTIFUNCIONAIS DA GOMA DA MANDIOCA: POTENCIAIS APLICAÇÕES BIOTECNOLOGICAS NA AGRICULTURA E COMO AGENTE ANTIBACTERIANO
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Advisor : EDSON CAVALCANTI DA SILVA FILHO
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Data: Mar 15, 2023
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Hidrogéis oriundos de fontes naturais vem ganhando crescente interesse, dente eles estão os que são produzidos da goma da mandioca. O amido presente nos tubérculos da mandioca (Manihot esculenta), são compostos principalmente por amilose e amilopectina e faz dele um material promissor para a síntese de hidrogéis, tanto para absorver e reter água, como para liberação substâncias, visando um avanço tecnológico sustentável, visto que acarretaria uma substituição da matéria prima sintética. O objetivo deste trabalho foi a síntese e caracterização de hidrogéis multifuncionais da goma da mandioca para absorção de água e liberação de moléculas químicas em diferentes aplicações. Neste trabalho foi realizado um estudo bibliométrico com intuído de identificar os principais avanços e aplicações dos hidrogéis da goma da mandioca. Os materiais sintetizados foram caracterizados por Difração de Raios X, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Termogravimétrica, Calorimetria de Varredura Diferencial e Microscopia Eletrônica de Varredura. No capítulo 2 é apresentado a síntese, caracterizações e estudos de intumescimento, liberação e toxicidade dos hidrogéis da goma da mandioca associado a macronutrientes com potencial uso na agricultura. A produção resultou em material com estruturas porosas e um hidrogel superabsorvente capaz de absorver cerca de 27.000 % sua massa inicial, na liberação do fosfato o meio se manteve constante após 24h, os hidrogéis não apresentaram toxicidade frente a Artemia salina. No capítulo 3 foram sintetizados hidrogéis da goma da mandioca com diferentes concentrações de clorexidina. Os hidrogéis não apresentaram toxicidade, nos testes de atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli, foi possível obter um efeito de 100% em concentrações de 0,5%. Os estudos de liberação evidenciam que os sistemas podem ser usados como transportadores de fármaco.
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JÚLIO FERNANDO SOUSA DE CARVALHO
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INFLUÊNCIA DO TEMPO DE TRATAMENTO NA SÍNTESE DE FILMES FINOS DE ÓXIDO DE COBRE OBTIDOS ATRAVÉS DA TÉCNICA DE DEPOSIÇÃO POR PLASMA COM GAIOLA CATÓDICA
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Advisor : ROMULO RIBEIRO MAGALHÃES DE SOUSA
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Data: Mar 10, 2023
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O cobre possui características como maleabilidade, ductilidade e resistência a corrosão em condições favoráveis, se apresenta com uma coloração alaranjada. Com uma ampla área de aplicação, podendo ser usado na construção civil, condutores de energia elétrica, dissipadores de calor, placas de circuito impresso e dispositivos eletrônicos em geral. Todo elemento ao ser combinado, advém uma mudança na estrutura molecular, onde são acrescentadas características ao composto, um exemplo é a sua combinação com oxigênio, que é utilizado como matéria prima para a produção de catalisadores, pigmentos no campo da cerâmica e semicondutores. Portanto este trabalho, traz uma análise da síntese do filme de óxido de cobre depositado pela técnica de deposição por plasma com gaiola catódica, onde foi investigado a influência do tempo de tratamento no processo. Os tratamentos foram realizados variando o tempo nos intervalos de 2h, 3h, 4h e 5h, a uma temperatura de 320 °C com uma mistura de hidrogênio-oxigênio na proporção de 50% em potencial flutuante, como substrato para a deposição foi utilizado vidro laminado com as seguintes dimensões 2,5 cm de largura, 2,5 cm de comprimento e com espessura de 0,1 cm. Os filmes foram analisados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e fotoluminescência. Através das análises das técnicas de Difração de raio-X e a espectroscopia Raman, observou-se a formação dos filmes de CuO na fase Tenorite, bem como compostos utilizados na fabricação do substrato de vidro, através das micrografias obtidas pelo MEV a morfologia do filme e mensurar a espessura da camada do filme depositado que apresentou valores entre 1,16 à 3,67 µm aumentando conforme o tempo de tratamento. A Energia do gap calculado para o filme manteve valores próximos variando entre 2,57 e 2,64 eV. Observou-se nos espectros de fotoluminescência que a amostra tratada por 2h apresentou maior intensidade PL, como consequência a amostra apresentou maior energia de gap, podendo ser relacionando diretamente a organização da estrutural do filme.
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HIROSHI CAVALCANTE MEDEIROS KOSEKI
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ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO POLIPROPILENO REFORÇADO COM MICROESFERAS OCAS DE VIDRO APÓS ENVELHECIMENTO EM ESTUFA
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Advisor : RENATA BARBOSA
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Data: Mar 6, 2023
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Os polímeros termoplásticos possuem uma ampla gama de aplicações em diversas áreas da engenharia. São aplicados tanto em áreas mais simples, como na confecção de utensílios domésticos, até aplicações mais sofisticadas, como na indústria automobilística e aeroespacial. Um fator preponderante nessa versatilidade de uso dar-se-á, entre outras coisas, a facilidade da incorporação de aditivos nesse tipo de matriz polimérica. A incorporação de novas cargas, contudo, pode muitas vezes potencializar efeitos negativos nas propriedades do material. Esses efeitos podem ser agravados, em maior ou menor intensidade, pela exposição do material a variações ambientais e condições de serviço. As microesferas ocas de vidro ou Glass Bubbles (MOVs) são utilizadas como material de carga em compósitos quando se pretende obter um produto de baixa densidade sem maiores perdas de propriedades mecânicas de tração e/ou flexão. O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades mecânicas do polipropileno reforçado com microesferas ocas de vidro após dois reprocessamentos em extrusora monorosca e em seguida, acompanhar o envelhecimento artificial realizado em estufa. Foram realizados ensaios de resistência a tração antes e após o envelhecimento (7 e 21 dias) sob o acompanhamento das análises por inspeção visual, microscopia óptica e espectroscopia no infravermelho (FTIR), além do ensaio de resistência ao impacto nos corpos de prova não envelhecidos. Os resultados indicaram que a utilização dos aditivos estabilizantes e compatibilizantes aumentou o nível de interação entre o polímero e a carga. Através da análise da microscopia óptica, não foi percebido nenhum dano superficial ou esmagamento das microesferas em virtude do reprocessamento na extrusora, o que resultou em um índice satisfatório de integridade das MOVs. Em relação ao ensaio de resistência ao impacto, as amostras que receberam microesferas ocas de vidro tiveram um aumento significativo em sua resistência. Analisando os dados obtidos no ensaio de tração, o sistema com 3 % de carga e reprocessado em extrusora uma única vez exibiu a menores deformações, apresentando o comportamento mais frágil tanto antes como após o envelhecimento artificial. Através do ensaio de FTIR, foi possível analisar os picos e inflexões dos grupos metila e carbonila. De uma maneira geral, a degradação do PP foi mínima, indicando que possivelmente tempos maiores de exposição térmica se fazem necessários para a obtenção de resultados mais satisfatórios.
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GELSON LUIZ CLEMENTE RODRIGUES
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Propriedades estruturais, vibracionais e ópticas de nanotubos de titanato submetidos à reação de troca iônica e tratamento térmico
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Advisor : BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
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Data: Mar 3, 2023
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Dentre as várias nanoestruturas unidimensionais baseadas em TiO2, nanotubos de titanato têm sido a mais estudada em virtude de sua morfologia e propriedades únicas, tais como cavidade oca, paredes em lamelas, alta porosidade, alta área de superfície, estabilidade química e excelente capacidade de troca iônica. Essa nanoestrutura pode ser obtida por várias rotas de síntese, no entanto, o método hidrotérmico alcalino tem se mostrado como a mais eficiente. Além disso, as propriedades estruturais e ópticas dos nanotubos de titanato podem ser aprimoradas através da reação de troca iônica com diversos íons metálicos bem como através do tratamento térmico a altas temperaturas. Diante do exposto, nesse trabalho foi proposta síntese de nanotubos de titanato através do método hidrotérmico alcalino assistido por micro-ondas e posterior submissão à reação de troca iônica com diferentes íons terras raras e tratamento térmico (calcinação) em diferentes temperaturas. Na primeira parte do estudo avaliou-se o efeito da inserção dos íons La3+ , Ce4+, Pr3+, Nd3+, Er3+ e Yb3+ e do tratamento térmico a diferentes temperaturas em atmosfera de ar, onde foi identificado o aprimoramento das propriedades fotoluminescentes das amostras após a reação de troca, bem como uma melhor estabilização da fase anatásio durante o tratamento térmico. Na segunda parte, nanotubos trocados com íons Er3+ passaram por caracterizações complementares e o efeito da atmosfera durante o tratamento térmico foi avaliado. Constatou-se que os nanotubos possuem, além de íons Er3+ no espaço interlamelar, nanopartículas de óxido de érbio em sua superfície. Além disso, o tratamento térmico em atmosfera inerte promoveu a manutenção das vacâncias de oxigênio geradas pela troca iônica e calcinação, implicando em aprimoramento das propriedades ópticas da amostra. Os nanotubos trocados com íons terras raras e tratados termicamente mostraram-se materiais promissores para aplicações em optoeletrônica e fotônica, tal como dispositivos fotoluminescentes, displays e lasers.
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LAURIENE GONÇALVES DA LUZ SILVA
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Estudo do efeito da nitretação a plasma e tratamento duplex no aço inoxidável superduplex UNS S32750
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Advisor : ROMULO RIBEIRO MAGALHÃES DE SOUSA
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Data: Mar 1, 2023
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Os aços inoxidáveis superduplex apresentam excelente resistência a corrosão e boas propriedades mecânicas. Porém, as características tribológicas desses aços reduzem sua aplicabilidade. Nitretação por plasma e deposição com gaiola catódica têm sido utilizados para provocar mudanças superficiais com a finalidade de melhorar a resistência ao desgaste sem grandes perdas de resistência a corrosão. Neste estudo foi realizado tratamentos superficiais, tais como nitretação a plasma e deposição de filmes finos de nitreto de titânio, uma vez que o TiN é caracterizado por alta dureza, estabilidade térmica, resistência à abrasão e baixo coeficiente de atrito, as amostras foram tratadas a 350, 400 e 450 °C. As amostras de aço tratadas foram caracterizadas através de microscopia óptica para medir a espessura da camada depositada e analisar a microestrutura. A análise de microdureza Vickers foi utilizada para mostrar o aumento da dureza superficial e a difração de raios X foi utilizada para identificar as fases presentes na superfície. Algumas amostras também foram submetidas a ensaios destrutivos de corrosão e desgaste para avaliar o desempenho tribológico. Logo, técnica de nitretação e deposição por gaiola catódica de TiN foi utilizada para melhorar as propriedades mecânicas e eletroquímicas do aço UNS S32750. O tratamento de nitretação por plasma e o tratamento duplex a 350 e 450 °C aumentou a dureza superficial do aço devido devido à formação nitretos de ferro (ε - Fe2-3N, γ'-Fe4N) e da fase austenita expandida (γN) Os tratamentos e suas composições também influenciaram o comportamento tribológico das amostras, melhorando a resistência ao desgaste. O coeficiente de atrito foi influenciado pela dureza do par tribológico, espessura e composição das camadas produzidas. A resistência à corrosão variava dependendo da temperatura de tratamento, com o melhor desempenho em baixas temperaturas e o pior em altas temperaturas. A metodologia é eficiente para melhorar o desempenho mecânico e tribológico do aço UNS S32750, no entanto, a nitretação por plasma tem bom desempenho na resistência à corrosão em baixas temperaturas (350°C), enquanto o tratamento duplex em temperaturas mais altas (450°C) mostrou-se promissor.
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CRISNAM KARINY DA SILVA VELOSO
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DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS À BASE DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE VERDE E MESOCARPO DE BABAÇU PARA APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
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Advisor : RENATA BARBOSA
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Data: Feb 28, 2023
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A oportunidade de agregar valor econômico aos resíduos vegetais, aliado ao desenvolvimento tecnológico sustentável, tem despertado o interesse da indústria e comunidade científica na utilização de cargas lignocelulósicas como matéria-prima na produção de compósitos poliméricos. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo produzir compósitos de polietileno de alta densidade verde (PEADV) e mesocarpo de babaçu (MB) (1,5 e 3%), com e sem polietileno enxertado com anidrido maleico (PEgMA) (3%) como compatibilizante, visando sua aplicação na construção civil. Os compósitos foram processados em extrusora monorosca (L/D = 26) e moldados via injeção. O mesocarpo de babaçu foi caracterizado por espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados apontaram que o MB possui características similares às de outros materiais lignocelulósicos quantos aos grupos químicos constituintes e com estabilidade térmica para as condições de processamento aplicadas. A microscopia óptica, absorção de água em diferentes temperaturas (temperatura ambiente, 50 e 70 °C) (ASTM D570-98), resistência química (ASTM D543-21), resistência à tração (ASTM D638-14) e ângulo de contato dos compósitos foram avaliados. A existência de aglomerados do MB nos corpos de prova e uma melhor distribuição da carga na matriz com a incorporação do PEgMA foram confirmadas nas micrografias. De acordo com os resultados, cada componente teve influência sobre a absorção de água: a absorção aumentou com a adição da MB, reduziu na presença de compatibilizante e o aumento da temperatura elevou a quantidade de água absorvida pelos compósitos. Em relação às propriedades mecânicas, os compósitos apresentaram menor grau de deformação comparado à matriz pura e o PEgMA foi responsável pelo aumento na tensão de escoamento e módulo de elasticidade. A ductilidade, tensão de escoamento e módulo de elasticidade foram melhorados após a exposição das amostras ao teste de resistência química, e a redução na tensão de ruptura foi observada. O ângulo de contato apresentou comportamento semelhante à absorção de água: uma redução com a incorporação do MB (hidrofílico) e sua recuperação com a adição do PEgMA. Com base em normas técnicas, o mesocarpo de babaçu apresenta potencial para o desenvolvimento de compósitos e sua aplicação na construção civil.
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AMANDA FERNANDES PEREIRA DA SILVA
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Efeito competitivo da distribuição de cátions de Pr3+ e Yb3+ sobre as propriedades estruturais, óticas e magnéticas do composto Y3-xPrxFe5-yYbyO12
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Data: Feb 28, 2023
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Estruturas semelhantes a corais do composto Y3-xPrxFe5-yYbyO12, (0,00 ≤ x ≤ 0,04), (0,00 ≤ y ≤ 0,02) foram sintetizadas usando o método sol gel. Foi investigado a influência da distribuição de cátions de terras raras sobre as propriedades estruturais, óticas, magnéticas e antimicrobianas. A caraterização estrutural confirmou a formação da estrutura cristalina cúbica da granada de ferro ítrio (YIG), sem qualquer fase secundária. Foi demonstrado que o raio iônico relativamente grande dos cátions dopantes resultou em uma expansão do parâmetro de rede, variações no ângulo Iona-O-Iond, distâncias de ligação Iona-O, Iond- O e Ionc-O e diminuição do tamanho médio do cristalito. As medidas de FTIR e Raman foram essenciais para verificar a formação monofásica da estrutura cristalina do YIG e foram observadas mudanças nos modos de alongamento e de vibração, respectivamente. O estudo morfológico, espectros de EDS e propriedades texturais mostraram estruturas semelhantes a corais, picos associados a átomos de Pr3+ e Yb3+ enquanto o efeito dos dopantes não promoveu modificações significativas na área superficial, diâmetro e volume de poros, respectivamente. A análise óptica dos espectros de refletância difusa apresentou um aumento no gap óptico, uma diminuição na energia de Urbach e um deslocamento para o azul na transferência de carga, correlacionados com a expansão da célula unitária devido à inserção dos cátions dopantes na estrutura do YIG. Um comportamento ferrimagnético típico foi exibido pelo composto Y3-xPrxFe5-yYbyO12. A magnetização de saturação (Ms), a constante de anisotropia cúbica (K1) e o campo coercitivo (Hc) aumentaram com o conteúdo dos cátions Pr3+, consequência de sua natureza magnética e distribuição ao redor dos íons Fe3+ devido à coexistência com os cátions de Yb3+. Finalmente, pela primeira vez, testes antimicrobianos foram realizados para YIG co-dopado com Pr3+ e Yb3+. Os testes antibacterianos por meio do método de contato direto foram realizados para YIG co-dopado com Pr 3+ e Yb 3+ e foi demonstrado que dosagens relativamente altas de cátions Pr 3+ favoreceram a atividade contra S. aureus, portanto, é apresentada uma nova propriedade biológica para YIG dopado com terras raras.
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THYAGO CAMELO PEREIRA DA SILVA
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DESENVOLVIMENTO DE FILAMENTOS FERTILIBERADORES BIODEGRADÁVEIS À BASE DE PLA/PBAT PARA APLICAÇÕES AGRÍCOLAS
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Advisor : TATIANNY SOARES ALVES
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Data: Feb 27, 2023
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Fertilizantes com capacidade de liberação controlada (FCL) vêm sendo produzidos a partir da utilização conjunta de nanopartículas e polímeros biodegradáveis e são, em geral, empregados como material coating de grânulos. No entanto, aplicações alternativas de FCL em Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) que possibilitem a prototipagem e a manufatura de estruturas com geometrias complexas e funcionais, são escassas na literatura. O objetivo deste trabalho foi produzir filamentos de PBAT/PLA poli (ácido láctico) /poli (butileno adipato co-tereftalato) e fertilizante NPK (fertilizante mineral misto a base de nitrogênio - N, fosforo - P e potássio - K) adsorvido em bentonita organofílica destinados a aplicação na prototipagem de artefatos agrícolas biodegradáveis via FDM. Os sistemas contendo argila bentonita, fertilizante NPK e a blenda PLA/PBAT foram inicialmente processados em misturador interno e, posteriormente, extrusados na forma de filamentos em extrusora monorosca. Foram definidos parâmetros ótimos para impressão dos compósitos. Os protótipos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e termogravimetria (TGA). Foram avaliadas ainda a taxa de liberação de sais de NPK em água, sua cinética de liberação e a ecotoxicidade dos sistemas. A análise morfológica revelou que em primeira perspectiva uma boa qualidade superficial das impressões, porém com ampliações maiores notou-se a presença de algumas descontinuidades e aglomerados para os compósitos. Na TGA não se observou variações significativas na estabilidade térmica da blenda. Os resultados de DRX sugerem que houve a incorporação da argila na matriz polimérica com redução nos ângulos de difração característicos da argila, formando possivelmente uma estrutura esfoliada e/ou intercalada. Os sistemas contendo bentonita liberaram em 24 horas cerca de 22% menos fertilizantes em comparação ao sistema sem a presença de bentonita. Os dados de liberação para estes sistemas tiveram uma boa aderência ao modelo cinético de Korsemeyer-Peppas. Os filamentos produzidos apresentam potencial para liberação lenta ou controlada de fertilizante e são viáveis para prototipagem por FDM, sem apresentarem potencial de toxicidade.
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RAILHA ANTUNES DE FRANÇA
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DESENVOLVIMENTO DE MULCH FILMS A PARTIR DE POLÍMERO BIODEGRADÁVEL E RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS
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Advisor : TATIANNY SOARES ALVES
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Data: Feb 23, 2023
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A técnica de plasticultura vem sendo desenvolvida como alternativa para maior controle na qualidade de cultivos e aumento de produção, todavia, as películas usadas comumente não são recicladas, pois em suma são sujas, limitando a reciclagem, e sendo descartados indevidamente em aterros, desencadeando problemas ambientais. Neste contexto, polímeros biodegradáveis surgem como um insumo promissor para aplicações na plasticultura sustentável através do uso de mulch films biodegradáveis, associados a resíduos vegetais, favorecendo a redução de resíduos sólidos poluentes. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de mulch films biodegradáveis utilizando cascas de soja e cascas de amendoim, em percentuais de 2,5% e 5,0% em peso, e como matriz polimérica o PBAT. Os filmes planos, produzidos extrusora monorosca, foram caracterizados via Fluorescência de Raios – X (FRX), Análise Termogravimétrica (TG/TGA), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Absorção de Água, Ângulo de Contato, Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) e Propriedades Mecânicas. Os resultados de FRX indicaram a presença dos óxidos das cargas em maior concentração o óxido de potássio, cálcio. Curvas de TGA mostram que os resíduos indicaram estabilidade nas faixas de processamento aplicadas. Os espectros de FTIR indicaram baixas alterações químicas com a presença das cargas naturais, os testes de ângulo de contato, os resultados de absorção de água indicaram, respectivamente, maior na hidrofobicidade na absorção de água para os sistemas PBAT/AM2,5, PBAT/AM5, PBAT/SJ2,5 e PBAT/SJ5. As micrografias indicam que, para os dois tipos de cargas usadas, o aumento do seu teor culminou em maiores grânulos na estrutura, porém houve boa distribuição. Em suma, os compósitos com cargas possuem menor desempenho mecânico, provavelmente devido ao aumento da área interfacial entre carga e a matriz. Os filmes formados e os resultados obtidos indicam uma possível viabilidade de aplicação desses sistemas estudados na produção de mulch films.
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WANESSA SALES DE ALMEIDA
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Quaternização de polissacarídeos para obtenção de derivados catiônicos: síntese, caracterização e biocompatibilidade de novos materiais
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Advisor : DURCILENE ALVES DA SILVA
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Data: Feb 13, 2023
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Polissacarídeos de origem natural apresentam diversas vantagens quanto à sua aplicação biológica como serem obtidos de fontes renováveis, apresentarem biocompatibilidade e serem atóxicos. As gomas são um grupo de polissacarídeos de ocorrência natural que detém a capacidade de formar géis e soluções viscosas. A goma arábica é um polissacarídeo ramificado, quimicamente complexo e muito utilizado como espessante na indústria de alimentos. Já o alginato de sódio é um polímero linear e aniônico muito utilizado como veículo para fármacos e que detém a capacidade de formar hidrogéis na presença de cátions divalentes. A quaternização é uma reação química de modificação capaz de alterar as propriedades físico-químicas dos polissacarídeos enquanto mantêm suas propriedades fundamentais intactas, dando origem a derivados com características distintas dos polissacarídeos nativos. Para tal, 10 g de goma arábica e o alginato de sódio foram quaternizados utilizando o cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetil amônio (CHPTAC) em diferentes tempos de reação (3, 7 e 14h) e temperaturas (50, 70 e 90ºC) dando origem a dez derivados. A modificação química de todas as amostras foi confirmada por FTIR. O maior grau de substituição foi observado para o derivado GAQ-1 (obtido a 50ºC/3 horas) da goma arábica e ASQ-4 (obtido a 70ºC/3 Horas) do alginato. Para o alginato de sódio, a massa molar apresentou redução quanto maior foi o grau de substituição da amostra. Todos os derivados demonstraram estabilidade térmica. Os derivados quaternizados demonstraram serem seguros quando em contato com células normais. As amostras quaternizadas apresentaram citotoxicidade quando em contato com linhagem de câncer colorretal HCT-116 na dosagem de 2mg/mL, sinalizando, de forma preliminar, para uma possível utilização desses materiais como auxiliares no tratamento de alguns tipos de câncer.
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FELIPPE FABRÍCIO DOS SANTOS SIQUEIRA
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CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E TECNOLÓGICA DE ESPUMA DE ORIGEM VEGETAL PARA ISOLAMENTO TÉRMICO E ABSORÇÃO SONORA NA CONSTRUÇÃO CIVIL
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Advisor : LIVIO CESAR CUNHA NUNES
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Data: Jan 25, 2023
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Explorar de novos materiais de construção com baixo impacto ambiental leva à inovação nas edificações e também à expansão do desenvolvimento sustentável na construção civil. Nesta perspectiva, foram analisados os desempenhos de isolamento térmico e de absorção sonora da espuma de Buriti (Mauritia flexuosa) para potencial aplicação em edifícios. Trata-se material é de origem vegetal, natural, renovável, abundante e de baixo impacto ambiental. Nesta pesquisa, foram feitas caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV), densidade aparente, termogravimetria (TGA e DTG), condutividade térmica e absorção sonora. A análise por MEV revelou uma morfologia de células predominantemente porosas, pequenas e fechadas na espuma vegetal. Devido à sua porosidade e leveza, o material apresenta densidade aparente semelhante a outros materiais isolantes térmicos e absorventes sonoros utilizados comercialmente. A avaliação dos resultados termogravimétricos (TGA/DTG) demonstrou estabilidade térmica em temperaturas que atestam o uso da espuma de buriti como material de construção. Com base no teste de condutividade térmica, a espuma de Buriti foi caracterizada como um material isolante comparável aos materiais isolantes térmicos convencionais e na mesma faixa dos outros isolantes térmicos de origem vegetal existentes. Com relação à absorção sonora, a espuma do Buriti apresentou baixo desempenho na faixa de frequência analisada, atribuído principalmente à ausência de porosidade aberta no material. Portanto, entender os mecanismos de absorção sonora da espuma de buriti requer mais estudos explorando formas adicionais de processamento do material.
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DAYVID DE SOUSA MIRANDA
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ESTUDO TEÓRICO-COMPUTACIONAL DAS PROPRIEDADES ELETRÔNICAS DE NANOFITAS DE GRAFENO RICAS EM BORO E NITROGÊNIO
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Advisor : EDUARDO COSTA GIRAO
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Data: Jan 20, 2023
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A busca por novos matérias para substituir o silíciona construção de novos dispositivos cada vez menores e mais eficientestem motivado diversas pesquisas de fronteira.Dentre esses materiais, osalótropos de carbono tem um papel de destaque. Entre as mais variadas estruturas de carbono, oGrafeno que tem sido estudado de forma bastante intensanos últimos anos. Embora o Grafeno não seja semicondutor a temperatura ambiente, varias modificações são propostas e estudadas afim de obter um gap de energia no sistema. Neste contexto, a modificação química com a inserção de heteroátomos na rede do grafeno tem mostrado um caminho promissor para a obtenção de tal lacuna de energia. Nesta tese, nós realizamos um estudo teórico das propriedades eletrônicas de estruturas periódicas de grafeno com heteroátomos de boro e nitrogênio. As estruturas estudadas foram as nanofitas de carbono: nanowiggles e coronenos. Nossos cálculos foram baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) utilizando o código SIESTA. Na primeira parte desta tese, nós investigamos as modificações das propriedades eletrônicas de uma classe de nanofitas sinuosas denominada de nanowiggles quando substituímos um átomo de carbono porum boro em diferentes configurações atômicas (internas/borda). Nós mostramos que esses sistemas exibem configurações eletrônicas de spin polarizadas não triviais, que transformam essas nanowiggles em semicondutores de gaps estreitos com uma separação nítida entre estados de spin-up e spin-down nas proximidades da energia Fermi. Também demostramos que é possível alterar o gap de energia forma estratégica a partir das diferentes configurações de spin e posições dos heteroátomos. Além disso, demonstramos que os estados de spin polarizado são mais robustos nas configurações de substituição interna, pois resultam em um mecanismo de redução de energia mais intenso do que no caso de borda. Na segunda parte da tese, investigamos as propriedades eletrônicas de fitas construídas a partir de unidades moleculares compostas por estruturas do tipo coroneno (CorGNRs) que apresentam heteroátomos de Boro ou Nitrogênio em diferentes arranjos atômicos (interno/bordas). Mostramos que todas as propriedades eletrônicas das estruturas com heteroátomos internos são metálicas e que a desidrogenação abre um gapnos CorGNRs com heteroátomo de nitrogênio na borda. Além disso, demonstramos os estados de spin polarizado são mais robustos nas configurações de substituição na bordacom uma separação nítida entre estados de spin-up e spin-down nas proximidades da energia Fermi. Finalmente, nossos resultados sugerem que as nanowiggles e os CorGNRs podem oferecer mais possibilidades para o desenvolvimento de aplicações spintrônicas e nanoeletrônicas baseadas em carbono.
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