Nanopartículas metálicas (NPs) têm atraído atenção por suas propriedades únicas, a exemplo de suas propriedades óticas e catalíticas, as quais estão diretamente relacionadas com a forma e o tamanho dessas nanoestruturas. Dentre as NPs, as nanopartículas de ouro (AuNPs) destacam-se pela propriedade de material inerte e biocompatível do ouro. Diferentes estudos têm mostrado que as AuNPs possuem potencial para uma variedade de aplicações, como a conjugação de anticorpos, entrega de drogas, como agente antimicrobiano bem como, no desenvolvimento de sensores e biossensores eletroquímicos, dentre outras. No presente estudo, foi proposta a síntese de AuNPs em conjunto com o polissacarídeo extraído da goma de exsudato da espécie Amburana cearenses (Gamb), o qual foi empregado como agente redutor e estabilizante das nanoestruturas, permitindo assim que a síntese fosse caracterizada como sustentável, ecofriendly e de baixo custo. A otimização dos parâmetros de síntese, bem como, a influência das condições reacionais, quanto as concentrações da Gamb e do precursor metálico (AuHCl4), a temperatura, o tempo e o pH reacional, foram avaliados pelas técnicas de espectroscopia na região do UV-VIS e por DLS (do inglês Dynamic Light Scattering). Os parâmetros físico-químicos avaliados não afetaram somente formação mas também o tamanho, a estabilidade e a polidispersividade das nanopartículas formadas. Já no estudo do polissacarídeo por FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) foi confirmada a presença de grupamentos redutores como o carbonila (1727 cm-1 ), de ácidos urônicos (1628 cm-1 ) e ainda de proteínas presentes na estrutura do biopolímero (1043 cm-1 ). No espectro de UV-VIS da AuNPs foi observada a banda de absorção na região de 530 nm característica de nanoestruturas esféricas. Nas condições otimizadas, a partir deste estudo, foi possível obter AuNPs-GAmb com PDI de 0,654, potencial zeta de -20,4 mV e tamanho médio de partícula de 32,4 nm. As AuNPs-GAmb apresentaram formato esférico com diâmetro médio de 13,22 ± 1,86 nm (quando mensurado por AFM) e alta estabilidade coloidal. Em etapa posterior, a atividade catalítica das AuNPs-GAmb foi avaliada quanto à degradação de corantes tóxicos como o azul de toluidina, o azul de metileno e o alaranjado de metila, caracterizando uma cinética de pseudo-primeira ordem. Por fim, um estudo da atividade antioxidante das AuNPs-GAmb frente ao radical ABTS sugeriu que essas nanopartículas também podem ser aplicadas na neutralização de radicais livres. Assim, as AuNPs-GAmb obtidas neste trabalho são ecofriendly e possuem alto potencial para aplicações em biotecnologia.

O aumento contínuo da resistência bacteriana requer o estudo e o desenvolvimento de novos materiais antibacterianos biocompatíveis. Nesse sentido, a utilização de polissacarídeos vegetais tem sido uma fonte interessante para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. Uma das estratégias para isso é a modificação química por meio de reações quaternização que podem dar a esses polímeros novas propriedades físico-químicas e torná-los detentores de atividade antibacteriana pela possibilidade de adquirirem cargas positivas em sua estrutura e poderem interagir com a membrana celular bacteriana carregada negativamente. Neste trabalho, a goma galactomanana extraída de endospermas de sementes de Dimorphandra gardneriana, uma leguminosa típica do nordeste brasileiro, foi modificada por meio de reações de quaternização (com NaOH/CHPTAC) e avaliada quanto à atividade antimicrobiana. Quatro derivados quaternizados foram obtidos (GQ1-GQ2-GQ3-GQ4). Os derivados foram caracterizados por EITF, RMN e reologia, o que confirmou a cationização. A estrutura da galactomanana foi estudada teoricamente, e o potencial Zeta exibiu aumento positivo na carga dos derivados quaternizados, mudando de -3,2 mV (galactomanana não modificada) para +59,35 mV (GQ4). A análise elementar revelou um aumento no grau de substituição (GS) entre os derivados, dos quais GQ4 exibiu o maior GS (0,51). GQ4 exibiu um efeito bactericida no teste antimicrobiano para determinação de concentrações inibitórias e bactericidas mínimas contra bactérias Gram-positivas. A microscopia de força atômica mostrou aumento na rugosidade da superfície celular bacteriana e diminuição na altura celular após tratamento com GQ4. GQ3 e GQ4 demonstraram potencial antibiofilme, apresentando 50% e 40% de inibição, respectivamente. Após o ensaio de MTT, a viabilidade celular foi mantida em aproximadamente 100% para todos os derivados nas concentrações de 20 mg/mL em macrófagos RAW 264.7, e 86% com 250 μg/mL em células L929. A galactomanana foi modificada com sucesso, demonstrando forte atividade antibacteriana, concomitante ao aumento do GS, potencial Zeta e redução da massa molar, com boa biocompatibilidade. Portanto, este estudo apresenta um novo material com potencial para desenvolvimento de formulações para aplicações biomédicas, fortalecendo a cadeia produtiva de D. gardneriana.

O crescente custo da reparação de tecidos, impulsiona a busca por biomateriais inovadores. Estes materiais devem oferecer suporte estrutural e propriedades mecânicas adequadas para promover a indução e condução óssea. Nesse contexto, o estudo atual visa compreender a deposição de hidroxiapatita e óxido de ferro na superfície da liga Ti6Al4V a fim de melhorar o processo de osseointegração. Inicialmente realizou-se o preparo metalográfico das amostras da liga Ti6Al4V, estas foram submetidas à deposição de HAp e nanopartículas de Fe3O4 por meio de fluido corporal simulado (SBF). A caracterização da superfície e da morfologia das amostras foi conduzida por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Dispersão de Energia (MEV/EDS), Espectroscopia Raman, Difração de Raios X (DRX) e angulo de contato. A caracterização biológica foi realizada utilizando o ensaio de hemólise em ágar. A análise morfológica indicou mudanças significativas na composição do revestimento de HAp, confirmando a deposição dos revestimentos à base de HAp e Fe3O4, corroborada por DRX, MEV/EDS e análise de espectroscopia Raman, que demonstrou alterações substanciais na composição do revestimento de HAp. Amostras de Ti6Al4V recobertas com hidroxiapatita (HAp) e hidroxiapatita/óxidos de ferro (Fe3O4/ HAp) apresentou caráter super-hidrofílico e maior energia de superfície, favorecendo a adesão celular. A3, apesar de menor molhabilidade, mostrou potencial antimicrobiano e osteoindutor, sendo ambas promissoras para engenharia óssea. Além disso, o teste de hemólise em ágar indicou que o material exibe hemocompatibilidade. Os resultados do ensaio HET-CAM indicam que os biomateriais testados, especialmente a liga Ti6Al4V, apresentam baixo potencial irritante e boa interação com tecidos, destacando sua biocompatibilidade para aplicações biomédicas.

Os compósitos apresentam maior funcionalidade que os materiais que se combinam para o compor. A busca por materiais sustentáveis e de baixo custo é também uma demanda da indústria em virtude dos problemas causados ao meio ambiente ao longo de suas cadeias produtivas. Com isso compósitos carbonáceos magnéticos foram preparados por carbonização hidrotérmica, a partir do mesocarpo do coco babaçu, na presença de Fe3+, seguido de tratamento térmico com KOH para ativação e magnetização simultâneas. O material formado apresenta capacidade magnética, por conter partículas de óxido de ferro envolvido na matriz do carvão ativado. A área superficial específica junto com a formação de fases magnéticas nas amostras CAM, foram determinadas por uma série de caracterizações morfológicas e estruturais. As amostras sintetizadas foram testadas para adsorção do corante azul de metileno, rodamina B e violeta cristal, seguido de separação magnética, bem como testado sua ação sinérgica na degradação de rodamina B por fotocatálise e o material escolhido por suas melhores propriedades foi regenerado pela reação de Fenton, como via química para avaliar sua reciclabilidade e durabilidade frente a 8 ciclos consecutivos de regeneração. O material obtido nas condições otimizadas, mostrou uma área de superfície específica de 739 m2/g, magnetização de 2,95 emu/g e uma capacidade de adsorção MB de 460 mg/g. Sendo realizados estudos cinéticos e isotérmicos detalhados da adsorção. A metodologia de ativação e magnetização simultânea para geração do compósito, aqui apresentada, explorou a sua versatilidade o credenciando para diversas aplicações.

A substituição dos plásticos convencionais derivados do petróleo por biodegradáveis tornou-se amplamente aceita na indústria. O Ecovio® é uma alternativa para essa substituição, uma blenda comercial à base de poli(butileno adipato-co-tereftalato)-PBAT e poli(ácido láctico)-PLA classificados como polímeros biodegradáveis. O objetivo deste trabalho foi preparar embalagens sustentáveis, a partir de polímeros biodegradáveis e óleos vegetais e que tenham função antimicrobiana. Os filmes biodegradáveis foram desenvolvidos por dois métodos, via solução e via fusão, constituídos da referida blenda e aditivados com os óleos vegetais de algodão, babaçu e mamona nas formas naturais e maleinizadas. A caracterização dos filmes foi feita pela avaliação visual, por microscopia óptica (MO), espectroscopia de infravermelho por Transformada de (FTIR), Análise térmica (TG), Difratometria de raios X (DRX), propriedades mecânicas, avaliação do teor de umidade e teste de aplicação com morangos. A avaliação física dos filmes mostrou uma diferença na morfologia entre os métodos de obtenção. A adição dos óleos puros e maleinizados apresentou valores superiores quanto a cristalinidade em comparação a blenda, sendo o aumento mais significativo para os filmes fabricados por fusão. Os filmes aditivados com os óleos vegetais, seguem um padrão semelhante ao Ecovio® puro, sendo que a maleinização ocasionou uma redução da Tincial de degradação em relação ao filme padrão. Os espectros por FTIR mostraram picos característicos da blenda (PLA/PBAT). A maior diferença entre os métodos de processamento foi encontrada nos valores de propriedades mecânicas no qual para o método por solução, a resistência a tração e o alongamento foram menores. O teste de aplicação mostrou que os morangos sofreram mudanças em sua estrutura para os frutos sem embalagens e os preparados com a blenda. De maneira geral, os filmes produzidos são promissores na substituição de embalagens derivadas de fontes não renováveis.

Vamos imaginar que é possível resolver dois dos principais desafios que afetam as membranas nos sistemas de osmose inversa de filme fino (TFC, do inglês Thin Film Composite): a distribuição desigual do fluxo e o desgaste mecânico da camada ativa. Qual seria o impacto dessa melhoria? Seria possível aumentar significativamente a eficiência energética e prolongar a vida útil desses sistemas? Para abordar essas questões, o presente estudo propõe o desenvolvimento e otimização de uma estrutura inovadora que integra de forma sinérgica as geometrias de defletores, coletores e espaçadores, formando uma nova configuração avançada capaz de garantir uma distribuição homogênea do fluxo e reduzir o acúmulo de depósitos na superfície da membrana. Para avaliar seu desempenho, foi realizada uma análise de sensibilidade global com o objetivo de identificar os parâmetros geométricos e as variáveis hidrodinâmicas mais influentes para essa nova configuração. Por meio de um modelo matemático e simulações numéricas, o comportamento do fluido foi simulado. Além disso, foi utilizado um projeto experimental Box-Behnken para otimizar os parâmetros, com o objetivo de maximizar a velocidade do fluxo e minimizar a queda de pressão. Finalmente, a configuração otimizada foi validada por meio de simulações avançadas que combinam tanto a análise estrutural por elementos finitos (FEA, na sigla em inglês) quanto a dinâmica dos fluidos computacional (CFD, na sigla em inglês), garantindo sua estabilidade e desempenho sob condições operacionais reais. Os resultados obtidos são altamente promissores. A nova estrutura conseguiu uma redução significativa na queda de pressão, eliminou as zonas de estagnação do fluido e minimizou o incrustamento (fouling) da membrana. Além disso, foi observado um aumento significativo de até três vezes na velocidade inicial do fluxo, o que melhorou substancialmente a transferência de massa e reduziu a polarização de concentração. Em termos de resistência mecânica, a estrutura demonstrou alta capacidade para suportar pressões de até 80 bar, com uma deformação mínima inferior a 0,02 mm/mm. Em síntese, a configuração otimizada não apenas melhora a eficiência dos sistemas de osmose inversa, mas também representa uma solução sustentável para a dessalinização da água, prolongando a vida útil dos sistemas de membranas e reduzindo significativamente os custos operacionais e o consumo de energia. Dessa forma, consolida-se como uma alternativa inovadora e viável para o futuro dessa tecnologia.

Neste trabalho, amostras de aço AISI 316L passaram por tratamento duplex com gaiola catódica de nióbio por meio da técnica (DPGC), objetivando a avaliação da influência da sua aplicação no desenvolvimento das propriedades superficiais, biológicas e de corrosão desse aço. A nitretação convencional a plasma foi realizada a 400 °C por 4 horas, com atmosfera composta de 20 % N2 + 80 % H2. As deposições de NbxNy foram realizadas a 400 °C e 450 °C por 5 horas, com uma mistura gasosa composta por 80 % N2 + 20 % H2. Para a avaliação dos revestimentos, foram aplicadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difração de raios-x, teste de adesão, ângulo de contato, polarização potenciodinâmica, impedância eletroquímica e ensaios de proliferação bacteriana. Os resultados indicaram a formação dos filmes nitretos de nióbio e da camada nitretada do tratamento duplex. Os revestimentos apresentaram adesão satisfatória, hidrofilicidade e excelente resistência bacteriana, fato que contribui para evitar a rejeição de dispositivos biomédicos implantados no corpo, favorecendo a adaptabilidade do material ao organismo humano. No entanto, os ensaios eletroquímicos não revelaram resultados satisfatórios de resistência à corrosão para as condições analisadas.

Este estudo analisa a modificação superficial do aço VP20TS, amplamente utilizado em moldes e matrizes, para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste. Foram comparados três tratamentos: nitretação a plasma convencional, tratamento duplex com deposição de TiN após a nitretação e tratamento duplex simultâneo, no qual a deposição de TiN ocorre durante a nitretação. Parâmetros de temperatura e tempo foram ajustados, e as análises incluíram perfil de microdureza, microscopia óptica e eletrônica de varredura, ensaio de adesão, DRX, EDS e ensaios de desgaste microabrasivo. Os principais resultados mostram que o tratamento duplex simultâneo a 400°C por 4 horas (DS400-4H) apresentou o melhor desempenho geral, combinando alta adesão (HF1), menor volume de desgaste e perfil de dureza uniforme, ideal para aplicações exigentes em resistência ao desgaste. Por outro lado, temperaturas mais altas (450°C e 500°C) na nitretação e em tratamentos duplex resultaram em camadas mais espessas, mas com menor adesão e maior rugosidade. Para tratamentos duplex com deposição de TiN, tempos moderados (2-3 horas) foram mais eficazes, oferecendo boa resistência ao desgaste e menor rugosidade.

Neste trabalho foi estudado o tratamento de deposição com gaiola catódica na configuração de deposição em potencial catódico, também conhecido como tratamento duplex simultâneo, onde foi avaliado o efeito da composição da atmosfera (25% H2 – 75% N2 e 75% H2 – 25%N2) nas propriedades dos revestimentos formados. Os tratamentos foram realizados usando gaiola catódica feita de Hastelloy, e como substrato foi escolhido o aço SAE 5160. Para caracterização foram empregadas as técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS), microdureza Vickers, ensaio de rugosidade, teste de adesão, ensaio de desgaste microabrasivo e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados mostraram que os tratamentos foram efetivos em formarem revestimentos de grande espessura e elevada microdureza, além de aumentarem a resistência à corrosão. O tratamento realizado na atmosfera composta por 75% H2 – 25% N2 se mostrou a condição mais promissora, apresentando boa resistência ao desgaste, com redução de 65% no volume desgastado, e uma excelente resistência à corrosão exibindo um potencial de corrosão mais nobre (-195 mV) e uma resistência à polarização 290 vezes superior ao substrato sem tratamento.

O desenvolvimento de fluidos de corte é crucial para otimizar a eficiência, a qualidade e a sustentabilidade dos processos de manufatura. Esses fluidos reduzem atrito e calor, prolongam a vida útil das ferramentas, melhoram a qualidade superficial das peças e garantem maior precisão e produtividade. Recentemente, fluidos à base de óleos vegetais têm se destacado como alternativa sustentável aos óleos minerais, por serem biodegradáveis e oferecerem excelente desempenho em lubrificação e refrigeração. A escolha adequada do fluido, considerando suas propriedades e aplicações, é essencial para melhorar o desempenho do processo e reduzir custos. Assim, a pesquisa por fluidos de base vegetal permanece fundamental para combinar alta performance e responsabilidade ambiental na manufatura. Nesse contexto, esse trabalho busca analisar a utilização do fluido vegetal do Líquido da Castanha de Caju, em estado técnico, LCCt, aplicado via técnica MQL no torneamento do aço AISI 1045 em estado normalizado e endurecido. A adição de nanopartículas de Al₂O₃ ao LCCt também foi avaliada. Além disso, para fins de comparação, foram realizados testes em condições a seco e com a utilização de um fluido de corte integral comercialmente disponível (Vascomill). Para o aço em estado endurecido foram analisados os avanços de 0,11 mm/rev e 0,23 mm/ver e 0,23 mm/rev e 0,35 mm/rev para o normalizado. Os parâmetros de saída avaliados foram a rugosidade da superfície usinada (parâmetro Ra), corrente elétrica da máquina-ferramenta e os cavacos gerados durante o processo. Para os ensaios de torneamento do material em estado endurecido, o desgaste da ferramenta de corte e seus mecanismos foram avaliados via microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que o LCCt contribuiu para melhorar o acabamento superficial das peças e reduzir a corrente elétrica requerida pela máquina-ferramenta, independentemente do avanço, estado do material ou adição de nanopartículas. A análise dos cavacos sugere que a utilização do LCCt apresenta resultados semelhantes ou até superiores em comparação ao fluido de corte comercialmente disponível em termos de lubrificação e refrigeração. No torneamento de aço endurecido, o LCCt sem partículas sólidas reduziu o desgaste de flanco em relação ao óleo industrial e à condição a seco, enquanto o LCCt com Al₂O₃ apresentou desempenho semelhante ao óleo industrial. Assim, o LCCt se mostra uma alternativa eficaz e sustentável aos fluidos de corte industriais aplicados via técnica MQL, com vantagens em custo e impacto ambiental.

A bioimpressão 3D tem emergido como uma abordagem inovadora para superar as limitações da engenharia de tecidos, proporcionando a organização precisa de componentes biológicos em redes vasculares e o controle espacial de moléculas bioativas. Nesse contexto, a gelatina, derivada da desnaturação parcial do colágeno, destaca-se por sua semelhança com a matriz extracelular. Um de seus derivados, o metacrilato de gelatina (GelMA), combina propriedades físico-químicas favoráveis com grande versatilidade biomédica. No entanto, o GelMA apresenta limitações intrínsecas, como baixa rigidez mecânica e taxa de degradação descontrolada, o que exige estratégias complementares para potencializar seu desempenho. Para abordar essas limitações, a combinação do GelMA com outros componentes tem se mostrado eficaz. A Laponita (LAP), uma argila sintética em escala nanométrica, contribui para melhorar a impressão 3D, além de estimular a proliferação e diferenciação celular. Paralelamente, o peróxido de cálcio (CPO) tem demonstrado alta eficiência na liberação controlada e prolongada de oxigênio, aspecto essencial para a viabilidade celular e a angiogênese. Essa integração estratégica visa ampliar as propriedades físico-químicas dos scaffolds, fortalecendo sua aplicabilidade na engenharia de tecidos. Neste trabalho, foram desenvolvidos hidrogéis e impressos scaffolds baseados em GelMA e seus complexos com gelatina, LAP e CPO, voltados para a regeneração óssea. Os hidrogéis resultantes apresentaram melhorias significativas em retenção hídrica, estabilidade térmica e controle da liberação de oxigênio. Ensaios de intumescência confirmaram a integridade estrutural dos hidrogéis em meios aquosos, enquanto análises por FTIR validaram as composições químicas das formulações. Estudos térmicos (TGA e DSC) destacaram a estabilidade aprimorada dos materiais e a liberação controlada de oxigênio, indicando sua viabilidade para suportar processos celulares críticos. Adicionalmente, os ensaios de angiogênese evidenciaram que os scaffolds promovem um ambiente adequado para a proliferação celular e a formação de novos vasos sanguíneos, fatores fundamentais para a regeneração óssea. A impressão 3D possibilitou a criação de estruturas geométricas complexas, reforçando o potencial da abordagem para aplicações personalizadas. Em síntese, os scaffolds desenvolvidos, compostos por GelMA, gelatina, LAP e CPO, demonstraram características promissoras para aplicações na engenharia de tecidos ósseos. Esses resultados ressaltam o potencial do método como uma solução inovadora e eficaz para o tratamento de defeitos ósseos, contribuindo para o avanço da biotecnologia regenerativa.

Esta tese propõe investigar nanostruturas de carbonos construídas com base em unidades de redes bipartidas. Para investigar as propriedades estruturais e eletrônicas destes nanocarbonos, foram utilizadas simulações computacionais usando o método da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), conforme implementado no pacote SIESTA. Essas nanoestruturas foram investigadas a partir da dimensionalidade 0D, passando por nanoestruturas 1D e finalizando com 2D. Uma das unidades bipartidas aqui propostas possui anéis com quatro e seis átomos de carbono em sua rede cristalina, sendo fechada e com geometria espacial octaédrica (nanogaiolas). Enquanto a outra unidade bipartida possui apenas anéis com seis átomos, sendo aberta e com a geometria triangular (triangulenos). Para as estruturas em forma de nanogaiolas, foram realizados também cálculos tight-binding para averiguar propriedades eletrônicas para sistemas com células unitárias com muitos átomos. Os sistemas estudados apresentaram um comportamento semicondutor, onde o grau de deslocalização espacial dos seus estados de fronteira é diretamente influenciado pelos detalhes da hierarquia de ligações. Para as estruturas de triangulenos, os sistemas apresentaram tanto caráter semicondutor como metálico, onde eles demonstraram suportar configurações de polarização de spin associadas à configuração eletrônica das moléculas correspondentes. Por fim, recentes avanços no desenvolvimento de síntese de nanocarbonos com estruturas complexas, a base tanto de nanogaiolas como de triangulenos, sugerem que os sistemas aqui estudados podem oferecer contribuições na busca de uma melhor compreensão destas estruturas com potencial de aplicação na construção de nanodispositivos eletrônicos.

A síntese de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) tem despertado grande interesse devido às suas diversas propriedades, que possibilitam aplicações em áreas como fotocatálise, sensores, células fotovoltaicas e circuitos elétricos. Recentemente, a abordagem de síntese verde tem ganhado relevância, buscando a produção de nanopartículas com menor impacto ambiental, substituindo precursores químicos por fontes naturais. Embora existam estudos utilizando extratos foliares da Mangifera indica, poucos investigam o uso de seu exsudato (goma) como estabilizante na produção de nanopartículas de ZnO dopadas com terras raras. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a síntese verde de nanopartículas de ZnO, puras e dopadas com Lantânio (La) e Érbio (Er), estabilizadas com 1g de goma da Mangifera indica (GMI), visando aplicações fotocatalíticas para a degradação de corantes industriais e fármacos. A pesquisa está organizada em uma introdução geral e três capítulos. A introdução geral destaca a problemática e os objetivos do estudo. O Capítulo 1 traz uma revisão sobre a estrutura cristalina do ZnO e seus defeitos intrínsecos, influenciados pela dopagem e métodos de síntese. Além disso, aborda os princípios da síntese verde, com ênfase no uso de gomas naturais extraídas de árvores como Cajueiro, Chicha, Karaya, Arábica e Manga. Discute-se também o conceito de fotocatálise, amplamente utilizada na degradação de corantes e fármacos, com foco nas características dos corantes Amarelo Eosina (EA) e Azul de Metileno (AM), e do fármaco Ibuprofeno (IBU), comumente usados nas indústrias têxtil e farmacêutica. No Capítulo 2, são apresentados os resultados da síntese de ZnO dopado com Érbio, utilizando 1g de goma da Mangifera indica. As propriedades morfológicas, estruturais e ópticas são detalhadas, bem como os ensaios fotocatalíticos com os corantes Azul de Metileno (AM), Eosina Amarela (EA) e o fármaco Ibuprofeno (IBU). A degradação do Azul de Metileno foi a mais eficiente, com aproximadamente 98% de remoção do corante. O Capítulo 3 discute a síntese do ZnO₀,₉₇La₀,₀₃O, obtido pelo método sol-gel nas mesmas condições da amostra dopada descritas no Capítulo 2. São avaliadas as propriedades morfológicas e ópticas, além da eficiência fotocatalítica, com destaque para a estabilidade da nanopartícula dopada após três ciclos de reutilização, mantendo alta eficiência na degradação do Azul de Metileno. Adicionalmente, esta seção inclui testes antibacterianos contra Escherichia coli (EC) e Streptococcus aureus (SA), classificadas como gram-negativa (G-N) e gram-positiva (G-P), respectivamente, para avaliar a capacidade inibitória dos materiais sintetizados. Testes de citotoxicidade com Artemia salina também são apresentados, demonstrando o efeito das nanopartículas em organismos sensíveis a agentes tóxico.

O cenário industrial tem observado uma crescente demanda por componentes que exibam um desempenho superior e vida útil prolongada, especialmente em peças feitas de aços inoxidáveis como o aço AISI 409, amplamente utilizado em sistemas de escape automotivo, trocadores de calor e componentes estruturais leves. Para atender a essa necessidade premente, tratamentos de superfície vêm ganhando destaque, notadamente a Nitretação a Plasma e a Deposição a Plasma, que podem melhorar suas propriedades em termos de microdureza, resistência ao desgaste e corrosão, acarretando assim, numa maior vida útil e durabilidade de componentes feitos com esse material. Nesse contexto, esse estudo concentrou-se na análise e caracterização de tratamentos termoquímicos duplex, que envolvem um tratamento de nitretação em sequência a uma deposição, em amostras do aço inoxidável AISI 409. Foram conduzidos experimentos nos quais amostras do aço foram submetidas a três condições de tratamento individualmente e, em seguida, feito três condições de tratamento duplex, alternando a ordem dos tratamentos e temperaturas utilizadas. Para análise e caracterização, foram feitos ensaios de microdureza Vickers, microscopia eletrônica de varredura (MEV), desgaste microabrasivo por esfera fixa e corrosão por polarização potenciodinâmica. Os resultados demonstraram que o tratamento Duplex, na ordem de Nitretação seguida pela Deposição, ambas a 450°C, obtiveram os valores mais significativos de microdureza, espessura da camada e resistência ao desgaste e corrosão. A camada de nitretada atingiu 12 μm, enquanto a camada de deposição alcançou 2,3 μm. A microdureza registrou uma média de 930 HV, representando um incremento percentual de 389%. Este estudo contribui para a compreensão dos efeitos da nitretação, deposição de nitretos de vanádio e da aplicação do tratamento duplex em aços inoxidáveis. Conclui-se que os tratamentos duplex propostos nesse estudo melhoraram o comportamento tribológico de resistência ao desgaste e corrosão, e melhoria de microdureza do aço AISI 409.

A aplicação de plásticos no setor agrícola e na área florestal é amplamente difundida em várias partes do mundo, devido aos múltiplos benefícios que proporciona. Entretanto, surgem preocupações quanto aos impactos ambientais relacionados ao uso desses materiais nessas áreas. O desenvolvimento de tubetes florestais feitos de compósitos com adição de fibra natural é uma abordagem inovadora que busca criar soluções mais sustentáveis para a produção de mudas florestais. Este estudo teve como objetivo desenvolver compósitos poliméricos utilizando polipropileno reciclado (PPr) reforçado com fibra de palha de milho (FPM), visando seu potencial uso como tubetes florestais. Foram avaliadas matrizes de polipropileno virgem reprocessado uma vez (PPr1x) e três vezes (PPr3x). Foram desenvolvidas duas formulações de compósitos: uma com adição de 3% (PPr3x/3%FPM) e outra com adição de 5% (PPr3x/5%FPM) do material de reforço (FPM), utilizando a matriz PPr3x. Além disso, foram adquiridos tubetes comerciais de polipropileno para comparação das propriedades mecânicas com os sistemas desenvolvidos neste estudo. Os sistemas foram processados em extrusora monorosca, enquanto que os corpos de prova foram moldados por injeção. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Absorção no Infravermelho (FTIR), Difração de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA) e propriedades mecânicas de tração. Corpos de prova das amostras foram submetidos a testes de absorção de água e exposição natural, e a taxa de degradação dos mesmos após esses testes foi avaliada. Os resultados de MO mostraram que o material de reforço foi bem distribuído na matriz polimérica. A FTIR apresentou os picos característicos presentes nas FPM e no PPr. A análise por DRX mostrou que a incorporação de FPM e o reprocesamento aumentaram a cristalinidade do polímero. A incorporação de FPM reduziu a estabilidade térmica da matriz de PP, mas não afetou negativamente as propriedades mecânicas dos compósitos. Os compósitos apresentaram menor absorção de umidade em comparação com o tubete comercial e também exibiram propriedades mecânicas de tração superiores. Portanto, os resultados mostraram que os compósitos são viáveis para a produção de tubetes florestais. As condições climáticas influenciaram significativamente (p < 0,05) as propriedades de todos os sistemas. Mudanças morfológicas na superfície e estruturas químicas resultaram em fotodegradação. Além disso, a adição de FPM permitiu uma menor suscetibilidade à degradação ambiental em comparação com a matriz reprocessada. Portanto, esses resultados apoiam a viabilidade dos compósitos para a fabricação de tubetes florestais.

Esse trabalho teve como foco principal estudar as propriedades estruturais e eletrônicas de modelos de novos tripentafenos, construídos a partir de modelos já descritos na literatura. Esse estudo foi realizado em ambiente in silico através de simulações computacionais. Os cálculos foram desenvolvidos baseando na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), onde o mesmo já se encontra implementado no software SIESTA. A classe de estruturas são construídas a partir de uma unidade de Acepentaleno (ACP). Essa molécula pode ser combinada de diferentes maneiras e, com isso, resultar em uma ampla gama de nanosistemas com propriedades destintas e com aplicações diversas. As estruturas construídas a partir de blocos de ACP são nomeadas como tripentafenos(TPH) e de acordo com a maneira que são concatenadas, elas recebem uma classificação própria. As primeiras estruturas de TPH estudadas, e que serviram de modelo para esse estudo, foram classificadas como a, b e s, sendo a primeira construída através da conexão direta pelos pentágonos, a segunda pela conexão por meio de anéis hexagonais, e a terceira por anéis quadrados. Essas primeiras estruturas já foram estudadas e todas apresentaram um comportamento metálico, pois seus GAPs são muito pequenos ou bandas se cruzam no nível de Fermi. Os TPHs que foram estudados neste trabalho foram nomeados de novos TPHs, ou pTPHs, pois eles foram moldados através de estruturas simétricas de ACP e essa alteração proporcionou uma abertura no GAP de energia. No caso do sistema alfa o GAP passou a ser 33 meV, sendo dos 3 sistemas o que ainda mais possui um caráter metálico. Para o sistema beta o GAP foi de 0,43 eV e o sigma tem um GAP de 0,71 eV. O ultimo, por ter se mostrado o sistema com maior GAP, apresenta como forte candidato para construção de nanotubos com aplicação para dispositivos nanoeletronicos.

Esta tese propõe investigar nanostruturas de carbono automontadas por reconstruções estruturais, essas estruturas foram concatenadas mudando a geometria de borda para modificar as propriedades eletrônicas de HPA - hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (php, pop e pirenos). Para investigar as propriedades estruturais e eletrônicas destes nanocarbonos, foram utilizadas simulações computacionais usando o método da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), conforme implementado no pacote SIESTA. Os HPA (php e pop), esses sistemas foram estudados tanto na forma 0D (Quantum dot), 2D e na forma quasi-1D em três larguras para cada nanofita. Nos pirenos foi realizado um estudo sobre as propriedades eletrônicas e estruturais das nanofitas dando enfoque ao estudo das funções de onda do precursor molecular e das nanofitas concatenadas. O bloco molecular com 36 átomos de carbono que foram organizados em anéis com 5, 6 e 7 carbonos, a partir do bloco molecular concatenadas de duas formas, dando origem as nonofitas php e pop em três larguras em cada concatenação. Esses sistemas mostram uma relação de largura espacial diferente em comparação com configurações convencionais de nanofitas de grafeno, além de apresentarem diferentes propriedades de mobilidade de portadoras. Discutimos ainda a interação entre os estados de fronteira dos pontos quânticos e as propriedades eletrônicas das nanofitas à luz de seus detalhes estruturais. Em relação as nanofitas baseado em pireno recentemente sintetizado, analisamos suas propriedades eletrônicas moduladas quando as conectamos lateralmente para formar sistemas mais amplos. Embora tal conexão tenha sido investigada para sistemas de nanofitas aquirais, as nanofitas à base de pireno podem ser conectadas de várias maneiras, adicionando um novo elemento estrutural para ajustar suas propriedades físicas.

Devido ao número de pessoas acometidas por doenças que atingem a cartilagem sem tratamento ou solução efetiva, torna-se mais necessário a busca por opções menos invasivas e mais duradouras ao paciente. Scaffolds promovem sustentação e podem estimular o crescimento celular do meio no qual estão inseridos, entretanto geralmente suas boas propriedades biológicas carecem de resistência mecânica. A utilização de fibras visando melhorar a rigidez desses materiais pode ser uma solução para esses desafios. Foram produzidas fibras por duas técnicas distintas a fim de determinar qual seria mais eficaz em fornecer resistência a estrutura, logo, PLA aditivado com LAP produziram fibras por rotofiação e eletrofiação, uma vez que a presença a nanoargila na matriz polimérica auxiliaria na sua adesão e melhoria das propriedades mecânicas. As fibras produzidas foram inseridas em scaffolds produzidos por GelMA através de impressão 3D criogênica, que sintetiza bem tecidos moles, mas que busca melhores propriedades ao ser impresso criogenicamente. As propriedades foram avaliadas através de testes como: microscopias ótica e de varredura para determinar a morfologia, e porosidade das fibras e medir o diâmetro médio; ângulo de contato; caracterizações químicas como e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios-X (DRX). Os ensaios mecânicos demonstraram que as fibras mais resistentes por rotofiação foi o grupo PLA/LAP 2.5%, enquanto o grupo eletrofiado que apresentou maior resistência a tração foi PLA/LAP 5% alcançando em torno de 123,6 kPA e 80Mpa respectivamente. Os scaffolds reforçados por fibras também apresentaram melhores desempenho quando comparado com scaffolds apenas de GelMA sem reforço, chegando a suportar uma tensão de 70Mpa com deformação em torno de 80%. Os grupos de fibras com melhores resistência a tração foram selecionados para reforçar scaffolds produzidos em temperaturas criogênica e novamente a resistência apresentou um aumento significativo, onde o grupo reforçado por fibras rotofiadas PLA/LAP 2.5% apresentou uma resistência a compressão em torno de 1115 kPA e o grupo com de fibras eletrofiadas PLA/LAP 5% alcançou em torno de 940kPA. Dessa forma é possível concluir que a utilização de fibras como reforço teve um bom resultado e que o grupo com melhores propriedades tanto de resistência quanto de adesão e porosidade foi PLA/LAP 2,5% de fibras rotofiadas, e que a impressão criogênica eleva significativamente a resistência do scaffold, demandando mais investigações sobre a mesma.

A impressão 3D surge como alternativa tecnológica relevante, sendo empregada em diversos segmentos como robótica, biomedicina, construção civil, agricultura, dentre outros. Em especial, a manufatura aditiva que utiliza filamentos poliméricos vem despertando interesse no segmento de purificação de água, devido à possibilidade de construção de membranas com geometrias complexas, rapidez de prototipagem e ser de baixo custo. O presente estudo teve como objetivo produzir filamentos poliméricos para impressão 3D FDM (Fused Deposition Modeling), empregando carvão ativado, óxido de magnésio (MgO) e biocida comercial, com o propósito de aplicação em membranas destinadas a sistemas de tratamento de água. O processo de formação inicial dos filamentos contendo os aditivos citados, sendo o óxido de magnésio anteriormente associado ao carvão ativado, foi realizado via extrusão em equipamento monorosca. Posteriormente, os aditivos e os filamentos foram caracterizados via difratometria de raios X (DRX), que indicou alterações estruturais das partículas de óxido de magnésio devido a impregnação com carvão ativado, além de comprovar a incorporação bem sucedida à matriz polimérica. A termogravimetria (TGA) indicou que os filamentos contendo óxido de magnésio tiveram acelerados os processos degradativos. Alterações nas temperaturas de transição vítrea (T_g), fusão cristalina (T_m) e cristalização (T_c) foram observadas para as composições em comparação a blenda comercial pura. Além disso, as propriedades mecânicas indicaram alterações para a rigidez e resistência das composições impregnadas. Os testes de densidade não revelaram variações relevantes entre o Ecovio puro e as composições desenvolvidas. Por fim, o teste de absorção de água demonstrou que a composição contendo apenas óxido de magnésio absorveu a maior quantidade de água, enquanto houve uma redução nas composições impregnadas. Conclui-se, portanto, que os filamentos obtidos são adequados para a produção de membranas destinadas ao tratamento de água.

: As gomas têm sido vistas, em sínteses de nanoestruturas, como alternativas favoráveis ao ambiente. São biopolímeros de cadeia longa, com alto peso molecular, translúcidos e amorfos, usados devido a ação estabilizadora que confere às nanopartículas. Pode ser obtida de extratos de algas marinhas, de sementes, de exsudatos vegetais e de microorganismos, criando, por isso, condições para uma síntese mais ecológica e renovável. Neste contexto, esta tese foi produzida com o objetivo de investigar o efeito de diferentes gomas na formação de TiO₂ nanoestruturado para aplicações fotocatalíticas. Inicialmente, foi feita uma prospecção relacionando o uso de gomas à processos de remoção de poluentes persistentes. Foi possível constatar que, o uso de gomas por esses processos, apesar de promissor, é recente e ainda precisa ser mais investigado, visto os poucos artigos e patentes identificados. Em seguida, TiO₂ foi sintetizado usando diferentes quantidades de goma gelana (GGT) para degradação de corante sob luz UV. A fase anatase foi confirmada por XRD, SEM, EDS e as propriedades texturais demonstraram a formação de mesoporos. A maior fotodegradação de corante foi obtida quando a menor quantidade de goma foi usada. Este fato foi atribuído aos radicais fotogerados e à área de superfície específica. A fotoestabilidade do catalisador após ciclos sucessivos foi demonstrada por FTIR e testes de toxicidade não demonstraram toxicidade após a degradação do corante. Por fim, TiO₂ foi novamente sintetizado, mas usando a goma do cajueiro (CGT). A caracterização estrutural, morfológica e óptica foi realizada para verificar o efeito da goma no crescimento da nanoestrutura e a fase anatase foi novamente identificada. Os testes fotocatalíticos foram executados para poluentes diferentes (corante e fármaco), também sob irradiação UV. Os resultados mostraram a maior eficiência para remoção do corante em detrimento do fármaco e, a partir do teste de inibidores, os elétrons foram apontados como as espécies diretamente envolvidas na degradação. A partir do exposto nos dois artigos, foi possível sugerir que a área da superfície pode ter contribuído para a remoção dos poluentes em função da ocorrência dos processos na interface sólido-líquido. Isto sugere tanto a goma gelana quanto a goma do cajueiro como promissores auxiliares em sínteses renováveis de nanoestruturas para aplicações fotocatalíticas.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.   

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.

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.

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.

 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.

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. 

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.

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.

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.

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.

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.

A busca por ferramentas que ofereçam elevada vida útil e baixo custo é constante em indústrias que trabalham com usinagem. Dessa forma, é justificável a busca por alternativas que ofereçam uma combinação adequada de propriedades como resistência a abrasão, dureza, dureza a quente. O presente trabalho é divido em três capítulos. O primeiro apresenta uma revisão dos principais trabalhos destinados à melhoria de ferramentas de aço rápido AISI M2 através da nitretação a plasma. Foi observado que o aumento da rugosidade superficial é inerente ao processo e afeta negativamente a resistência ao desgaste das ferramentas. Entretanto, com o controle de parâmetros como a adoção de um menor teor de nitrogênio na atmosfera nitretante é possível diminuir o aumento provocado pela nitretação. No capítulo 2 foram estudadas diferentes temperaturas de nitretação e mesmo com a formação de camada de compostos em todos os tratamentos, os que foram tratados em menores temperaturas mostraram uma melhora do desempenho na usinagem com fluido de corte. O estudo adicional da aplicação de filme de TiN sobre a camada nitretada apresentou desempenho insatisfatório que foi associado à má adesão do filme sobre a camada de compostos. O capítulo três buscou a obtenção de camadas mais estáveis (sem camada de compostos) nitretadas com menores teores de nitrogênio e também estudou diferentes temperaturas. Foram observadas menores alterações de rugosidade superficial nas amostras tratadas em menores temperaturas e o desempenho na usinagem a seco também foi melhor para essas ferramentas.

Cerca de 84% das terras aráveis do mundo são terras áridas, com baixo teor de nutrientes limitando a capacidade de produção agrícola. Uma abordagem para resolver este problema é usar hidrogéis de polímeros naturais modificados como dispositivos de liberação controlada na agroindústria. Portanto, este trabalho realizou estudo bibliográfico e revisão de literatura sobre os métodos de preparação de gel superabsorvente baseado em polímeros naturais e seus potenciais impactos na agricultura, bem como a sintetização de 4 novos hidrogéis superabsorvente pela reação de copolimerização por enxertia utilizando como polímeros naturais a goma do exsudato do cajueiro (Anacardium occcidentale) (CG) ou Mesocarpo do babaçu (Orbignya pharelata) (MB) com a poliacrilamida (PAM) que se diferenciam pela presença (HGCP e HMBP) ou ausência (HGC) e HMB) do fertilizante fosfato de potássio, os quais podem ser utilizados como carreadores de nutrientes e corretivos do solo. Esses materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), e os hidrogéis apresentaram características cristalográficas distintas de seus precursores, indicando interações entre cadeias macromoleculares. Na espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), uma banda distingue HMBP de hidrogéis de HMB, atribuída à incorporação de fosfato de potássio. A análise termogravimétrica (TG e DTG) mostrou a estabilidade térmica dos materiais obtidos. Os resultados dos testes de intumescimento mostram a capacidade superabsorvente dos materiais, pois incham 24.000 (HGC), 15.000 (HGCP), 25.000 (HMB) e 30.000 (HMBP) vezes sua massa inicial. Com relação à toxicidade desses materiais, um estudo realizado com Artemia mostrou que o produto desenvolvido não apresenta riscos. Além disso, pode-se ver que hidrogéis contendo fosfato de potássio têm grande potencial no controle de sistemas de distribuição de macronutrientes e são promissores corretivos de solo e transportadores de nutrientes para aplicações agrícolas.

A co-dopagem de semicondutores possibilita a obtenção de um material com diferentes propriedades e diversas aplicações.  Especialmente, a co-dopagem das nanoestruturas de oxido de zinco (ZnO) que tem sido amplamente utilizada por ser uma boa alternativa para alterar as suas propriedades e assim direciona-lo a uma aplicação específica. Neste contexto, buscou-se investigar as propriedades morfológicas, ópticas, estruturais e resposta fotocatalitica na degradação do corante eosina amarela (EA) do semicondutor ZnO co-dopado com o metal de transição Cobalto e com o metal de terra rara Érbio. Através dos estudos prospectivos verificou-se a utilização da dopagem do ZnO com metal de transição e com terras raras em aplicações fotocatalítica na degradação de corantes, onde apresentaram bons resultados na melhoria da eficiência na fotodegradaçao e têm sido materiais promissores em processos de remoção de contaminantes. Os testes realizados no estudo das propriedades do ZnO co-dopado com Er e Co mostraram que o material que possui a concentração de 2% de Er e 3% de Co na estrutura do ZnO apresentou uma resposta fotocatalítica de 48,7% na degradação do corante eosina amarela (EA) sob irradiação de luz (UV) durante 2 horas, apresentando a maior capacidade de remoção de corante EA entre as demais amostras co-dopadas, o que pode ser atribuído a maior área superficial observada para essa amostra.

Novos materiais para edifícios e espaços abertos estão sendo estudados e testados quanto a durabilidade, aspecto de desgaste, deterioração por UV e impacto da eficiência energética, uma solução viável é a formulação de compósitos de espumas rígidas de poliuretano (PU). As espumas rígidas de poliuretano (PU) foram preparadas pelo método de espuma expansível em uma etapa usando moldagem por fundição. Os compósitos de espuma de poliuretano/vermiculita (PU/VMT) foram desenvolvidos com a adição de argila em diferentes proporções (0, 5, 10, 15 e 20%) na formulação. Os efeitos de modificações compostas foram avaliados por difração de raios X (DRX), análise termogravimétrico (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) aplicada ao retardamento de chama explorado pelo teste de queima vertical (ASTMD 3801-96). A análise de DRX mostrou os picos definidos em 2θ = 18° e 2θ = 73° em relação à cristalinidade em formação e interação de segmentos rígidos foram identificados, como bem como a influência da redução da cristalinidade em compósitos. No teste de chama, o retardante de chama superfície foi bem sucedido em todos os compósitos, dado o sucesso da dispersibilidade e orientação planar das camadas de argila e a existência de um teor ideal de vermiculita (VMT) incorporado na matriz de espuma. Os compósitos PU/VMT foram testados na Máquina de ensaios universal – SHIMADZU AGX-250kN, utilizada para os ensaios mecânicos. Foram realizados o ensaio de Compressão (ASTM D 1621-10), Tração (ASTM D 638–14– Tipo III) e Flexão (ASTM 790 procedimento A). O aperfeiçoamento nas propriedades mecânicas nos compósitos PU10 e PU15 em relação à espuma compósita PU5, ocorre especialmente devido ao aumento da viscosidade da mistura pré-expansão, que propicia um aumento da densidade aparente das espumas compósitas em relação à espuma de PU. Todos os compósitos podem ser empregados com a vantagem de parte da espuma ser composta de VMT, proporcionando vantagens ambientais e econômicas.

O aço inoxidável super duplex UNS S32760 possui excelente resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas, superiores aos demais aços inoxidáveis, o que justifica sua ampla utilização em plataformas de extração de petróleo e gás. Apresenta, no entanto, propriedades tribológicas limitadas. Os tratamentos de superfície são uma alternativa para melhorar essas propriedades, mas a exposição dessa liga a altas temperaturas pode causar uma deterioração de suas propriedades de corrosão. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito do tratamento duplex a baixa temperatura (menor que 773 K), que consiste de nitretação a plasma seguida de deposição de nitreto de titânio a plasma com gaiola catódica, sobre o substrato de aço UNS S32760, para avaliar a influência desses tratamentos na resistência ao desgaste desses aços. Um tratamento convencional de nitretação a plasma de 2 h e um de 4 h foram realizados. Em seguida, dois tratamentos de deposição de nitreto de titânio, com duração de 2 h e 4 h, foram realizados, nas amostras tratadas a 2 h e a 4 h por nitretação a plasma convencional. A temperatura em todos os tratamentos foi de 723 K. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raios-X (DRX) com aplicação do refinamento Rietveld, microdureza Vickers, teste de adesão de indentação Rockwell C e teste de micro-desgaste abrasivo por esfera fixa. A amostra submetida apenas ao tratamento de nitretação apresentou a maior dureza superficial, 4,06 vezes maior que a apresentada pelo material base. Os resultados combinados de EDS e DRX evidenciaram a formação de uma camada de nitreto composta por nitretos de ferro e cromo e uma zona de difusão composta apenas por austenita expandida, e um filme estequiométrico de nitreto de titânio nas amostras submetidas ao tratamento duplex. As boas condições de adesão, aliadas à alta dureza das amostras submetidas ao tratamento duplex, sugerem aumento das propriedades mecânicas com a aplicação dos tratamentos duplex. Os resultados mostraram que a camada nitretada combinada com o filme de TiN possibilitou a diminuição de até 9,41 vezes do volume de desgaste. O filme proporcionou uma mudança no mecanismo de desgaste, diminuindo a tendência de desgaste por riscamento. Além disso, observou-se a presença de menor teor de oxigênio na região de desgaste das amostras tratadas, o que pode ser associado a um menor aquecimento das amostras durante o teste. Assim, o tratamento duplex tem um grande potencial de aplicação para melhorar a resistência ao desgaste do aço UNS S32760.

O alto cultivo de bambu por todo o mundo assim como o seu grande uso em diversas indústrias provocam grandes impactos ambientais como a geração de grandes volumes de resíduos de folhas. Paralelo a isso, a indústria da construção civil tem buscado alternativas sustentáveis para aplicações em que possam fazer a substituição parcial do cimento. O presente estudo então propôs a utilização de cinzas da folha de bambu (CFB), como substituto parcial do cimento na composição de tijolos de solo-cimento. As CFB’s foram produzidas a temperatura de 600 °C e tempo controlado de 2 horas, sendo caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX), Termogravimetria, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Atividade Pozolânica. Os demais materiais foram caracterizados por análise granulométrica, Limites de Atterberg, DRX, FRX. Os resultados classificam as CFB’s como um material com alto índice pozolânico, sendo composto em sua maior parte por sílica (SiO2) amorfa. Corpos de provas de tijolos solo-cimento com substituição do cimento em 0%, 5%, 10%, 15% e 20% pelas CFB’s foram preparados, curados por 7, 14, 28 e 56 dias e caracterizados por absorção de água, ensaio mecânicos (resistência à compressão e flexão) e por MEV. Para todos os tempos de cura os resultados de absorção de água e resistência à compressão para todas as amostras, estavam acima do exigido pela norma brasileira. As CFB’s aplicadas a tijolo solo-cimento, portanto, se apresentaram como uma alternativa viável e sustentável, diminuindo o consumo de cimento.

Neste trabalho avaliou-se a degradação do fármaco ibuprofeno (IBF), por fotólise e fotocatálise, utilizando o fotocatalisador óxido de zinco (ZnO) dopado com cério (Ce), e a atividade antimicrobiana deste fotocatalisador. Os parâmetros analisados incluem a influência da concentração do fotocatalisador (0,5; 1,0 e 1,5 gL^-1), bem como os efeitos do pH (3, 7 e 10), o efeito de H₂O₂ e eliminadores de radicais. Os experimentos foram realizados irradiando as soluções aquosas do fármaco em um reator fotoquímico por 120 min na caixa de irradiação UV. As amostras foram analisadas por DRX, RAMAN, MEV, UV-VIS e BET. A atividade antimicrobiana do material foi avaliada por contato direto no escuro e sob luz visível. A caracterização estrutural por DRX e MEV elucidou o fato do ZnO conter cério. O valor do band gap foi de 3,31 eV. As melhores condições experimentais para a fotodegradação do IBF foram 60% obtidas em condição ácida utilizando 0,50 gL^-1 de Ce-ZnO em uma solução de 20 ppm de IBF. A presença de peróxido de hidrogênio favoreceu o processo de fotocatálise. Ce-ZnO exibiu boa atividade de degradação de IBF mesmo após três ciclos fotocatalíticos sob luz ultravioleta. O buraco desempenha um papel fundamental no processo de degradação do ibuprofeno. A toxicidade dos produtos fotolisados foi monitorada contra Artemia salina (bioindicador) e não gerou metabólitos tóxicos. O ZnO e o Ce-ZnO apresentam potencial atividade antibacteriana frente as bactérias Staphylococcus aureus (ATCC 25923) e Escherichia coli (ATCC-25922). A tese inica-se com uma revisão sistemática e uma prospecção sobre a degradação do ibuprofeno em diferentes catalisadores, em seguida, é apresentada a síntese, a caracterização, a aplicação fotocatalítica e antimicrobiana do fotocatalisador óxido de zinco (ZnO) dopado com cério (Ce).

Neste trabalho, foi investigado o uso de Hastelloy C-276 como gaiola catódica para a deposição de filmes finos sobre o substrato de aço AISI 316L por plasma. Os filmes foram tratados a 350, 375, 400 e 425°C por 4 horas com uma mistura hidrogênio-nitrogênio na proporção de 40% e 60%, respectivamente, por potencial flutuante. Os filmes finos foram examinados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e polarização potenciodinâmica. Os resultados da espectroscopia indicaram a formação de várias fases como FeNi3, CrNi e MoN1/2. Os filmes preparados a 375 ºC apresentaram excelente resistência à corrosão com menor potencial de corrosão negativo (-0,020 V). O aumento e diminuição dos teores de FeNi3 e CrNi acompanham o aumento da temperatura aplicada, o que não tem efeito positivo na resistência à corrosão dos filmes.

The fibrous scaffolds for bone tissue engineering (TE) that mimic the extracellular matrix with bioactive and bactericidal properties could provide adequate conditions for regeneration of damaged bone. Electrospun ultrathin fibers covered with nano-hydroxyapatite is a favorable fibrous scaffold design for TE applications . We developed a fast and reproducible strategy to produce polyvinylidene fluoride (PVDF)/nano-hydroxyapatite (nHAp) nanofibrous scaffolds with bactericidal and bioactive properties. Fibrous PVDF scaffolds were obtained firstly by the electrospinning method. Then, their surfaces were modified using oxygen plasma treatment followed by electrodeposition of nHAp. This procedure formed nanofibrous and superhydrophilic PVDF fibers (133.6 nm, fiber average diameter) covered with homogeneous nHAp (202.6 nm, average particle diameter) crystals. Energy-dispersive X-ray spectrometry demonstrated the presence of calcium phosphate, indicating a Ca/P molar ratio of approximately 1.64. X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and Raman spectroscopy spectra identified β-phase of nHAp. Thermal analysis indicated a slight reduction in stability after nHAp electrodeposition. Bactericidal assays showed that nHAp exhibited 99.8% efficiency against Pseudomonas aeruginosa bacteria. The PVDF/Plasma and PVDF/nHAp groups had the highest cell viability, total protein, and alkaline phosphatase activity by 7 days after exposure of the scaffolds to MG63 cell culture. Therefore, the developed scaffolds are an exciting alternative for application in bone regeneration.

A intensificação das atividades industriais aumenta significativamente a distribuição de substâncias tóxicas e outros poluentes não biodegradáveis de águas residuais industriais para o ambiente. Entre esses contaminantes, os Poluentes Orgânicos Persistentes são considerados prejudiciais aos seres humanos, à vida selvagem e às plantas.  As técnicas de separação, isto é, processo de adsorção, coagulação e eletrocoagulação, provaram ser mais eficazes na remoção de poluentes alvo. Neste trabalho objetiva-se a sintetizar e caracterizar tungstato de bário (BaWO₄) e, determinar a capacidade de remoção do corante rodamina B e fármaco diclofenaco em meio aquoso. Foram realizadas análises de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios X por Dispersão de Energia (EDS), Testes de remoções do corante rodamina B e fármaco diclofenaco, Ensaio de Letalidade em Artemia salina e Viabilidade celular (MTT assey). O padrão de DRX e espectro Raman indicaram que este material apresenta estrutura tetragonal do tipo scheelita, com grupo espacial I_41/a de acordo com o cartão JCPDS Nº 43-0646, sem a presença de fases deletérias. Dois modos foram identificados nos espectros de FT-IR correspondentes aos estiramentos assimétricos (→O→W→O). O mapeamento de elementos por EDS permitiu a observação qualitativa dos elementos Ba, W e O presentes nas amostras. As capacidades de adsorção do corante rodamina B e fármaco diclofenaco foram estabelecidas e as melhores condições de adsorção são relatadas. Observou-se que o processo adsortivo não é influenciado pela temperatura. Para o corante no pH 2,0 ocorreu melhor adsorção e a menor massa de adsorvente apresentou excelente capacidade de sorção atingindo equilíbrio dinâmico com 30 minutos. Já para o fármaco o pH 4.0 juntamente com massa de 10 mg ocorreu a melhor capacidade de sorção com equilíbrio dinâmico em 1 minuto. A cinética de adsorção indicou que os processos estão relacionados às interações químicas do tipo quimissorção e o processos se ajustaram melhor ao modelo de Freundlich, no qual, a adsorção ocorre em multicamadas cujo os sítios de adsorção possuem características heterogêneas. Com base na quantidade de náuplios vivos em testes de ecotoxicidade, o tungstato de bário não demonstrara toxicidade. No Ensaio de Viabilidade Celular à medida que o tempo de tratamento aumentava, a conversão de formazan diminuía. Após 72 horas de tratamento, observa-se clara discriminação de dados dose-dependentes, com até cinco discriminantes em 72 horas com uma mudança na absorbância de 1,1 para 0,89 nM. Desta forma, as microesferas de BaWO₄ podem ser consideradas como novo material adsorvente com possibilidade de aplicação em efluentes. 

O amido de milho é vastamente utilizado no desenvolvimento de filmes poliméricos para embalagens de alimentos, mas nas últimas décadas, muito tem se pesquisado sobre amidos extraídos de fontes não convencionais para essa categoria de aplicação. Neste estudo, foram desenvolvidos filmes biodegradáveis de Ecovio (PLA/PBAT (poli(ácido láctico) /poli(butileno adipato co-tereftalato)) adicionando amido de milho comercial e amido extraído do mesocarpo de babaçu nas proporções de 1, 3 e 5 % com o objetivo de comparar e explorar o potencial da adição do amido do mesocarpo de babaçu em relação ao amido de milho para aplicações na indústria de embalagens de alimentos. A caracterização foi dividida em três etapas, inicialmente os amidos foram caracterizados e comparados quanto à sua morfologia, composição química, estabilidade térmica e viabilidade para fabricação de filmes. Análise comparativa entre os dois mostrou que o amido de babaçu apresenta maiores proporções de lipídios e proteínas do que o de milho, que os grânulos de amido do mesocarpo de babaçu tinham formato oval e alguns exibiam superfícies descamadas e fraturadas, enquanto os grânulos do amido de milho exibiram formas poligonais com superfícies lisas e sem agregados. A análise de difração revelou dois tipos diferentes de formas cristalinas para ambos os amidos, quanto ao comportamento térmico, o amido nativo apresentou-se menos estável termicamente do que o comercial. Em um segundo momento, os filmes à base de Ecovio contendo amido de milho comercial e amido extraído do mesocarpo de babaçu foram produzidos por extrusão plana e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de luz visível, colorimetria, ângulo de contato, espectroscopia infravermelho e por difratometria de raios X. Os resultados indicaram que a cor, molhabilidade e a superfície dos filmes dependeram da fonte de amido adicionado, os plásticos contendo amido de mesocarpo de babaçu apresentaram superfícies mais ásperas e opacas com maior resistência à água do que aqueles com amido de milho. Em um terceiro momento, foram avaliadas as propriedades térmicas, mecânicas e de barreira dos filmes, os resultados obtidos não mostraram, apesar da diferença das fontes botânicas, dependência do amido, mas estão associadas ao teor de amido, ao efeito nucleante dos amidos na matriz e a mobilidade das cadeias dos polímeros que compõem o filme. As curvas das propriedades térmicas indicaram para todos os filmes um sistema bifásico com a presença de dois picos de degradação, de fusão e de transição vítrea, um atribuído ao PLA e outro ao PBAT, ambos componentes da blenda Ecovio. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que os filmes com amido exibiram comportamento semelhante à fase dispersa PLA, filmes com altos valores de resistência a tração, de módulo de elasticidade e de resistência à de ruptura e de baixos valores de alongamento máximo e de ruptura. As análises das propriedades de barreiras mostraram que os amidos promoveram incrementos nos valores de permeabilidade ao vapor de água e redução nos valores de solubilidade nos filmes.

pesquisas têm se interessado em misturar argamassas e concretos com outros tipos de materiais, como plásticos, têxteis, materiais de cimentação, produtos químicos e aditivos minerais. Foi demonstrado que a adição de tais insumos tem a vantagem de melhorar as propriedades físicas e mecânicas, a durabilidade e a sua microestrutura desses materiais. De um modo geral utilizam-se aditivos sintéticos, porém, nos últimos anos tem-se buscado incorporar aditivos alternativos naturais e sustentáveis. Os resíduos de graviola (Annona Muricata) são descartados em grande quantidade pela indústria regional e tem um grande potencial para aplicação nas áreas de materiais. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo obter e caracterizar o biopolímero de resíduos de graviola (Annona Muricata) para a incorporação em argamassa à base de argamassa cimentícia. Os resíduos da graviola foram obtidos em uma fábrica de polpa de frutas em Teresina-PI e encaminhadas para o Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados (LIMAV) para realização das análises. Inicialmente, o polissacarídeo da graviola foi extraído, purificado e o rendimento foi calculado. As caracterizações do polissacarídeo realizadas foram propriedades funcionais, composição química por GC, FTIR, DRX, TG-DTG, MEV e potencial zeta. O agregado miúdo da argamassa foi caracterizado por granulometria e massa específica. Serão realizados, ainda, ensaios de consistência da amostra de argamassa no seu estado fresco (Slump Test) e tempo de pega com e sem a utilização da graviola e para as amostras endurecidas (corpos de prova de 5 x 10 cm cilíndricos) serão realizados ensaios mecânicos de compressão, compressão diametral, teste de absorção, aderência em substrato (tração) e verificação de efeito rebote e reflexão da argamassa para argamassa projetada. As concentrações serão feitas em substituição da massa de cimento pela massa em pó da graviola extraída em percentuais de 0% (amostra padrão) a 2,0% com incremento de 0,5%. O biopolímero na forma de pó amarelado e fibroso foi obtido com um rendimento de 7,5%. Os resultados das propriedades tecnológicas demonstraram características favoráveis de solubilidade, índice de intumescimento e capacidade de absorção de água. As análises de composição de açucares indicou que o polissacarídeo é composto por arabinose (10%), xilose (10%), manose (3%), galactose (6%) e glicose (42%), obtendo o total de 505,88 mg/g. As análises físico-químicas e químicas demonstraram padrões estruturais e morfológicos característicos de polissacarídeos vegetais. Foram realizadas as caracterizações do agregado miúdo da argamassa sendo elas a granulometria utilizando peneiras da série normal (areia média, Dmax=1,2mm, MF=2,3) e massa específica (2,62 g/cm³). O biopolímero em quantidade suficiente continua sendo obtido para a confecção de todos os corpos de prova. Espera-se que a substituição parcial do biopolímero da graviola em pó pela massa de cimento na mistura otimize a trabalhabilidade da argamassa melhorando o fator A/C, por consequência melhorando sua resistência e durabilidade. Estima-se também uma melhoria na aderência do concreto, pois com a utilização do biopolímero haverá uma melhoria nas ligações entre o agregado miúdo e pasta de cimento e maior produtividade em relação à utilização de argamassa projetada levando a maior aderência do mesmo com menor reflexão da argamassa e diminuição de desperdício do material.

O cimento é um dos materiais mais importantes para a construção civil, pois serve para a produção de argamassas e concretos utilizados diariamente nos canteiros de obra do mundo inteiro. Estudos tem se intensificado no sentido de propor formas de racionalização desse material. No processo de produção do clínquer, principal componente do cimento, por exemplo, requer o uso de combustíveis como carvão e petróleo, o que consequentemente contribui para emissão de CO₂ e consequente degradação ao meio ambiente. Este estudo visa à investigação do comportamento da argamassa cimentícia com a substituição parcial do cimento por pó de vidro (partículas passantes na peneira 74 µm) nas proporções de 5%, 10%, 15%, 20% e 25%. A avaliação da argamassa no estado fresco mostrou que a mistura se torna menos plástica à medida que a proporção de vidro aumenta. Os testes mecânicos, medidos através da resistência à compressão, evidenciou que todos os traços contendo pó de vidro em sua composição apresentaram valores superiores ao da argamassa de referência, sendo a proporção de 20% o melhor deles. A pozolanicidade do material foi investigada indiretamente através do Método de Luxán e do índice de desempenho de atividade pozolânica aos 28 dias e indicaram que o pó de vidro incorporado ao material foi capaz de promover atividade pozolânica. A absorção de água mostrou uma leve queda nas argamassas com pó de vidro quando comparadas a amostra de referência. Os resultados mostraram que há viabilidade para produção de argamassas com adição de pó de vidro em até 25% de substituição, evidenciados através dos testes mecânicos, o que indicaria uma redução significativa dos impactos ambientais devido à redução da utilização do cimento e aproveitamento dos resíduos de vidro

A pele é o maior órgão do corpo humano e quando ela sofre algum tipo de ferimento, ocorre o chamado processo de cicatrização. Quando esse ferimento não é tratado devidamente a pele pode sofrer infecções, que pode ser ocasionado ou não pela colonização de bactérias, sendo o staphylococcus aureus, a bactéria que mais tem ocorrência de infecção na pele ou nos tecidos moles. Para tratar ou até mesmo prevenir as infecções é necessário o uso de curativos antimicrobianos, juntamente com a quitosana que é um polímero natural e com o óxido de zinco (ZnO), pois ambos possuem propriedades antimicrobianas e antibacterianas que ajudam no combate da infecção e colonização bacteriana. Relatamos um método fácil para a obtenção de compósito de ZnO / quitosana / gaze com altas propriedades antimicrobianas. Os microcristais de ZnO sintetizados foram estruturalmente caracterizados por difração de raios X (DRX) e método de refinamento de Rietveld, confirmando a estrutura hexagonal (wurtzita) como a única presente. Todos os modos vibracionais ativos para a estrutura Wurtzita para ZnO foram identificados no espectro Raman de microcristais. Já as análises semiquantitativas por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), Mapa e morfologia de fibras têxteis (gaze), gaze com quitosana e compósito, foram investigadas por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM). Todos os elementos característicos foram identificados. Nesse caso, mostra a presença do zinco distribuído uniformemente na superfície das fibras. Finalmente, os ensaios antimicrobianos com compósito ZnO / quitosana / gaze resultaram em alta inibição microbiana da cepa Staphylococcus aureus ATCC 25923, enquanto gaze sem microcristais de ZnO e ensaios de controle positivo são semelhantes

As cerâmicas avançadas tem despertado bastante atenção da comunidade científica, em especial os óxidos metálicos semicondutores, devido seu amplo potencial de aplicação, como: fibras ópticas, sensores, condutor iônico, pigmentos inorgânicos, supercondutores e capacitores. Em particular os tungstatos formados pelos metais de transição do bloco-d, como o níquel (Ni) e o cobalto (Co) são ótimos candidatos como pigmentos e em eletrodos no supercapacitores devido sua elevada estabilidade térmica e alta capacidade de carga«descarga por vários ciclos. Portanto, a presente tese de doutorado tem como foco a síntese dos cristais de tungstato de níquel (NiWO₄) e tungstato de cobalto (CoWO₄) pelos métodos de co-precipitação (CP) e precursores poliméricos (PP), ambos tratados termicamente a 800 ºC por 4 h. E estrutura eletrônica, características morfológicas, propriedades ópticas foram investigadas em detalhes por meio das técnicas de difração de raios-x (DRX), dados de refinamento de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FE-SEM), espectroscopia de micro-Raman, espectroscopia de  infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e refletância difusa na região de UV–Vis. Também foi realizado para ambos os cristais a análise colorimétrica da cor em um colorímetro digital no sistema de coordenadas de cores CIELAB 1976 e analisou-se as  propriedades supercapacitivas para os cristais de CoWO₄. Os resultados de DRX confirmaram que ambos os cristais sintetizados apresentam uma estrutura monoclínica do tipo Wolframita e grupo espacial (P2/c). As imagens de FE-SEM para o NiWO₄ e CoWO₄ mostraram que os cristais preparados pelo método PP apresentam uma morfologia conduzida por um processo de crescimento que é mais anisotrópico do que cristais preparados pelo método CP com formato quase esférico. No espectro Raman foram identificados 18 modos vibracionais Raman-ativos (10A_g e 8B_g) e 7 modos vibracionais infravermelho-ativo (4A_u e 3B_u) para ambos os cristais. A partir dos dados de refinamento Rietveld foi possível modelar e obter as células unitárias, os clusters e o mapa de densidade de elétrons. Os cristais de NiWO₄ e CoWO₄ exibiram clusters octaédricos distorcidos de [NiO₆]/[WO₆] e [CoO₆]/[WO₆], respectivamente; com distribuição não homogênea de cargas eletrônicas entre os dois clusters. A espectroscopia de UV-Vis mostrou valores de energia de banda proibida de 2,93 e 2,73 eV (para o NiWO₄) e  2,84 e 2,89 eV (para CoWO₄) preparados pelos métodos CP e PP. Além disso, os dados colorimétricos mostraram que os cristais NiWO₄ e CoWO₄ obtidos podem ser usados como pigmentos inorgânicos de amarela e cor azul com tonalidades bem específicas. Finalmente, a capacitância específica experimental medida para CoWO₄ como eletrodo cátodo (CP e PP) foram 192,5 F/g e 249,1 F/ga 40 mv/s e 5 mv/s com massa dos eletrodos de 0,4 mg e 0,8 mg em solução de Na₂SO₄ 1 mol/L, respectivamente.

A busca por novos materiais tem sido direcionada para obtenção de polímeros capazes de reter água, formando hidrogéis que sejam aplicados como biomateriais, no transposte de medicamentes, na aplicação agrícola com economia de água em irrigação; adsorventes de poluentes, dentre outras. O presente trabalho envolve a síntese e caracterização de um novo material tipo hidrogel a base do polímero melamina-formaldeído (PMF). A síntese compreende a formação do polímero melamina-formaldeído, obtido por reação de melamina e formol 37%. O compósito melamina-foramaldeído-sílica (PMF-Si) foi obtido numa segunda etapa por polimerização de melamina-formaldeído na presença de silicato de sódio e água. O produto final da síntese e alguns precursores foram caracterizados por: análise de umidade, difração de raios-X (DRX), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG e DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A análise de umidade indicou uma taxa de hidratação de aproximadamente 92%, com total capacidade de reidratação após perda de 70 % de água. Os difratogramas revelaram a quebra dos retículos cristalinos dos reagentes e a formação de produtos amorfos. Os espectros de FTIR foram obtidos para os reagentes e produtos e as bandas características dos produtos revelam a formação do polímero melamina-formaldeído e a posterior polimerização dessa na presença de sílica. O hidrogel foi aplicado na adsorção do corante azul de metileno, e na remoção de ferro e nitrogênio amoniacal em chorume de aterro sanitário. Para o caso do corante azul de metileno o hidrogel estudado exibiu uma capacidade máxima de adsorção de 140 mg/g, já para o ferro e para o nitrogênio amoniacal, presentou remoção de 70,5% e 55% respectivamente.

As galactomananas são polissacarídeos que possuem uma ampla aplicabilidade no setor industrial. Visando o potencial desses materiais, esse trabalho realizou a caracterização e o estudo de propriedades promissoras das galactomananas extraídas das sementes de Adenanthera pavonina, Delonix regia, Stryphnodendron adstringens, Caesalpinia pulcherrima, Cassia grandis e Schizolobium parahyba. As galactomananas foram caracterizadas por DRX, FTIR, MEV e DSC. Em conjunto, foram avaliadas suas propriedades tecnológicas, reológicas, mucoadesivas, fotoestabilidade, citotoxicidade e hemocompatibilidade. Além disso, foi determinado o teor de proteínas e o peso molecular. A galactomanana de C. grandis exibiu o maior rendimento de extração entre as sementes, com 30,82%, e todas exibiram baixo teor de proteínas. As análises físico-químicas demonstraram padrões estruturais e morfológicos característicos de galactomananas. As propriedades tecnológicas demonstraram alta solubilidade, alto índice de intumescimento e alta capacidade de retenção de água, e todas as amostras demonstraram ótima capacidade emulsionante e estabilizante de emulsão nas concentrações de 0,5 e 1,0%. As amostras demonstraram alto peso molecular e comportamento de fluxo não-Newtoniano. S. adstringens apresentou a maior fotoestabilidade, enquanto a C. pulcherrima exibiu as melhores propriedades mucoadesivas em mucosa porcina. As amostras se revelaram citocompatíveis até 200 μg/mL na linhagem em fibroblastos L929 e não causaram hemólise na concentração de 1000 μg/mL. Desse modo, os resultados demonstraram o alto potencial do uso das galactomananas de sementes nas áreas biomédica, cosmética, farmacêutica e de alimentos.

No presente trabalho, nanopartículas de ZnO puro e dopado com 2% de Fe foram obtidas pelo método sol gel. Diferentes valores de pH (3, 6 e 9) foram utilizados para o composto Zn_1-zFe_zO, (z = 0,00 e 0,02). Para a síntese das nanopartículas foram utilizados materiais à base de nitratos e água destilada como solvente. Caracterizações estruturais, morfológicas e magnéticas foram realizadas para entender a influência da variação do pH nesse composto. A caracterização estrutural confirmou que o tamanho do cristalito (D), parâmetros de rede (a e c), deformação na rede (ε), densidade de deslocamento (δ) e cristalinidade são altamente afetados pela variação do pH e pela inclusão de íons de ferro na microestrutura do material. Este resultado é decisivo nas propriedades magnéticas das nanopartículas, uma vez que os defeitos estruturais são responsáveis por um paramagnetismo adicional além do diamagnetismo típico do ZnO puro. O estudo morfológico mostrou grandes aglomerados de partículas com forma e tamanhos irregulares, enquanto a técnica de espectroscopia de energia dispersiva confirmou a presença de ferro na microestrutura do ZnO. Com o aumento do pH as amostras de ZnO puro tendem a assumir nanopartículas com um formato mais esférico e homogêneo. Para caracterização magnética, medições foram realizadas a 5K e 300K e curvas de histerese foram plotadas para nanoestruturas de ZnO puro e dopado com Fe. Foi confirmado uma transição de fase magnética, com um comportamento diamagnético combinado a uma componente paramagnética e um incomum ferromagnetismo. Amostras de ZnO puro e dopado com Fe apresentaram maiores valores de susceptibilidade, magnetização de saturação e coercividade para medições magnéticas em 5 K. A principal causa das alterações nas propriedades magnéticas é atribuída a presença de defeitos intrínsecos, provocados pela variação do pH e inclusão de íons magnéticos de Fe. Esta dissertação contribui para a compreensão dos efeitos da variação do pH nas propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de nanopartículas de ZnO puro e dopado com metal de transição.

Nesse trabalho foi utilizado a Norbixina um carotenoide obtido pela reação de saponificação da bixina extraída das sementes do urucum (Bixa orellana), bastante utilizado nas indústrias alimentícias, têxteis e cosméticas, com potencial tecnológico em aplicações farmacêuticas e biomédicas. O poli (álcool) vinilico (PVA) um copolímero cujas atividades físico-químicas e biológicas são comprovadas em inúmeros estudos, porém os seus filmes são pouco resistentes à degradação e a interação celular. O objetivo desse trabalho foi desenvolver e avaliar as propriedades de filmes formados pela a associação de poli (álcool) vinilico, poli (etileno) glicol, norbixina, e hidroxiapatita pela técnica de evaporação de solvente (Casting) em concentrações variando de 10 e 40% em peso de acordo com cada composição para ser utilizado em reparação e lesões tecidual. Os filmes foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), propriedade mecânica, avaliação de hemocompatibilidade e atividade antimicrobiana. Os resultados por FTIR da blenda apresentaram deslocamentos satisfatórios das bandas com a inserção do PEG, assim, como na intensidade dos picos em relação à matriz de PVA. Já para os scaffolds foram observadas mudanças significativas com o surgimento e o desaparecimento de bandas de acordo com a composição. Por DRX, foi possível observar um deslocamento para ângulos maiores com a inserção do PEG e da NBx em relação à matriz de PVA e uma modificação na estrutura cristalina em relação ao PVA. Por TG foi observado que a estabilidade térmica dos sistemas variou de acordo com o tipo de material empregado. Para a microscopia óptica foi possível observar que a blenda de PVA/PEG se apresentou de forma homogênea, sem mudança de fase. Já para os scaffolds foi possível observar uma homogeneidade com exceção para a composição PVA/PEG/NBx/HA. O MEV mostrou que ambos os scaffolds apresentaram diferentes estágios de agregação que interferem na miscibilidade dos componentes. As propriedades mecânicas mostraram que os filmes de PVA/NBx e PVA/PEG/NBx/HA apresentaram módulo de elasticidade semelhante, o que os define como estaticamente iguais. O PVA/PEG/NBx é a composição mais flexível. A avaliação de hemocompatibilidade se mostrou favorável para todos os scaffolds. Os scaffolds demonstraram atividade inibitória frente às bactérias E. Coli e Staphylococcus Aureus e o fungo Candida Albicans para testes in situ. Os scaffolds investigados apresentaram resultados promissores in vitro, para possíveis aplicações in vivo.

Os biomateriais podem ser definidos como “um material, natural ou sintético que possuem a habilidade de interagir com sistemas biológicos, a fim de manter ou melhorar a qualidade de vida do paciente. Estes possuem características específicas, tais como: biocompatibilidade, alergenicidade, osseointegração, rugosidade, molhabilidade. Dentro desse contexto, os materiais metálicos destacam-se por apresentarem excelentes propriedades, sendo utilizados na substituição de ombros, joelhos, quadris e cotovelos, bem como em estruturas utilizadas pela odontologia. Especificamente para esta última aplicação, as ligas de titânio, níquel-cromo e cobalto-cromo se destacam devido à sua excelente resistência à corrosão, boa resistência mecânica, aliados à sua inertibilidade, não causando danos tais como a liberação de íons citotóxicos. Entre as ligas citadas, as de níquel-cromo apresentam um teor de alergenicidade considerável, que podem desencadear inflamações que resultam na necessidade de retirada da prótese. Afim de minimizar este problema, a técnica de modificação de superfícies do material pode ser aplicada. Tais modificações podem ser: deposição de moléculas bioativas, deposição de filmes finos orgânicos, metálicos ou óxidos. Dessa forma, a presente pesquisa tem por objetivo, avaliar a influência do tratamento superficial via plasma, a partir da deposição de filmes finos de nitreto de titânio em ligas de níquel-cromo, onde comparou-se duas técnicas de deposição (gaiola catódica e cátodo oco). As amostras foram submetidas previamente aos pHs 3,0, 6,5 e 9,0, para simular o ambiente oral. Foram caracterizadas através dos métodos de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microdureza Vickers, Molhabilidade, Fluorescência de Raios-X (FRX) e Espectroscopia Raman. Os resultados apontaram que o uso do cátodo oco permitiu um aumento na microdureza das amostras, com variação de 87,60%. A amostra com pH 9,0, apresentou o maior valor de microdureza (982,34 HV). Ressalta-se que o tratamento via gaiola catodica, propiciou a formação de uma camada muito fina. Assim, e a microdureza apresentada acima trata-se de uma média entre a dureza do filme e do metal base (substrato). No ensaio de molhabilidade, pode-se inferir que o aumento da rugosidade ocorreu em ambas as técnicas de deposição, tornando as superfícies antes hidrofóbicas em hidrofílicas (ângulos menores que 90º) em cátodo oco e superhidrofílicas (ângulo próximo a 0º) em gaiola catódica. Superfícies hidrofílicas e superhidrofílicas apresentam melhor biocompatibilidade ao comparadas com superfícies hidrofóbicas. A partir da micrografia, observou-se que as amostras expostas aos pH 3,0 e 6,5, apresentaram mudança de topografia a partir da formação de defeitos superficiais, a, impedindo assim a liberação de íons do material. Após o tratamento superficial, percebe-se a diminuição de tais defeitos com o tratamento em cátodo oco, já para o tratamento em gaiola catódica, verificou-se a obtenção de uma estrutura menos homogênea. Através da caracterização FRX, percebeu-se que uma maior quantidade de titânio (6,677% em pH 3,0) foi depositada através do método de gaiola catódica e por fim, com o Raman, identificou-se maiores picos referentes a ligação de TiN também, em gaiola catódica. Portanto, pode-se concluir que, a modificação superficial via técnicas estudadas, contribuiu para a melhoria de propriedades essenciais para o uso da liga estudada, como biomaterial para aplicações odontológicas e que em meio básico (pH 9,0), a liga apresenta um melhor desempenho.

Muitos trabalhos publicados relatam o uso de nitretação a plasma aplicada em diversos materiais, com a finalidade de se aumentar a resistência ao desgaste, corrosão e propriedades tribológicas. Porém, em uma prospecção científica feita nesse trabalho, constatou-se que poucos, ou nenhum, são os trabalhos que mostram resultados de nitretação a plasma aplicadas em ferramentas de corte por conformação com análise de desempenho. Nesse trabalho é apresentado os resultados dos melhores parâmetros de nitretação do aço AISI M2 e  análise de desempenho das ferramentas nitretatadas. Esse trabalho está dividido em três artigos: o primeiro trata da revisão bibliográfica a respeito de ferramentas de corte, nitretação a plasma e aço AISI M2; o segundo relata a análise do melhor parâmetro de nitretação a plasma do aço AISI M2 e aplicação em um modelo de ferramenta de corte fornecida por uma indústria regional; e no terceiro foi desenvolvido uma nova ferramenta, com menor custo, de fácil fabricação, e com redução de material e, posteriormente foram realizados os tratamentos de têmpera, revenimento e nitretação a plasma e também análise de performance em máquina de fabricar pregos. Um dos grandes problemas era determinar o parâmetro adequado de nitretação e o outro que se temia é que a camada formada após a nitretação não resistisse aos impactos do processo de corte, tendo em vista que a camada formada após a nitretação é da ordem de algumas dezenas de microns, ou seja é muito fina e em alguns casos se  formam compostos frágeis e quebradiços, como o Fe_2-3N. Mas o fato é que o tratamento a plasma aplicado na ferramenta já pronta, fornecida pela indústria, possibilitou um aumento de produção em mais de 850%. Quanto à nova ferramenta, foi reduzida em mais de 14 vezes a quantidade de matéria prima necessária para sua produção e os tratamentos de têmpera e nitretação possibilitaram um ganho de produção em mais de 880 %, melhor até que no primeiro caso.

Hydrogels are versatile platforms with a high hydration content, good physical and mechanical properties, and excellent mass transport capacity that can be applied for several purposes, such as agriculture, drug transport platforms, contact lenses, wound coverage, and tissue engineering. The design of these materials requires compatible precursors and appropriate methodologies and increasingly clean syntheses, with the generation of fewer by-products. In this scenario, click chemistry stands out as a fast and simple, regioselective, versatile, and high-performance route. It allows the crosslinking of materials to form products with a three-dimensional structure and porosity compatible with native and bioactive tissue due to the presence of proportioned groups that mimic the structure of the native extracellular matrix. The synthesis process is performed free of organic solvents, reducing toxicity. The result is a hydrogel with controllable properties and the ability to grow non-differentiated cells for application in tissue engineering.

Nanotubos de titanato (NaTiNT) atraiu grande atenção da comunidade científica, pois, apresentam propriedades únicas como: elevada área superficial específica, capacidade de troca iônica e grupos hidroxilas de superfície. Baseando-se nesse contexto, o objetivo geral deste estudo foi sintetizar nanoestruturas de titanato decorados com nanopartículas de TiO₂ (anatase), CeO₂, Ag₂O e prata metálica nas paredes externas e intercalar com Ce⁴⁺, Ce³⁺ e Ag⁺ nos espaços intercalares para aplicação biológica, funcionalizar os nanotubos de titanato de sódio com diferentes quantidades de grupos amina para adsorção de corante aniônico. Nano-heteroestruturas de nanotubos de titanato foram sintetizadas e revelaram uma estrutura complexa com a formação de nanopartículas de TiO₂ (anatase), CeO₂, Ag₂O e prata metálica nas paredes externas e intercalação de Ce^4+, Ce³⁺ e Ag⁺ nos espaços intercalares dos nanotubos por processo hidrotérmico assistido por micro-ondas e sujeito a reações de troca iônica. Os processos de troca iônica preservaram a estrutura tubular original, com alterações significativas do ambiente superficial e interlamelar. Este estudo abre a possibilidade de sintetizar nano-heteroestruturas complexa e funcional com o escopo de modificação da estrutura final, especialmente a quantidade e o estado de oxidação do cátion intercalado (Ce⁴⁺, Ce³⁺ e Ag⁺), bem como a quantidade e variedade das nanopartículas na superfície (TiO₂, CeO₂, Ag₂O ou Ag metálica). A nano-heteroestrutura foi testada quanto à atividade antibacteriana com dois tipos diferentes de bactérias (gram positivo e negativo), citotoxicidade e adesão celular, o material apresentou alta atividade antibacteriana com baixa citotoxicidade e alta adesão celular, o que a torna um material promissor para futuras aplicações na área da saúde. Também foi realizado a funcionalização dos nanotubos de titanato de sódio com grupos aminas, obtidos a partir da reação de nanotubos de titanato com N-[(3-trimetoxisilil)propil] etilenodiamina (2N-APS, NaTiNT-2NH) e N-[(3-trimetoxisilil)propil] dietilenotriamina (3N-APS, NaTiNT-3NH). Verificou-se que as estruturas cristalinas e morfológicas dos nanotubos de titanatos foram preservadas após as funcionalizações e que os aminosilanois interagiram covalentemente com a superfície dos nanotubos. As matrizes adsorventes NaTiNT-2NH e NaTiNT-3NH foram utilizadas na remoção do corante aniônico Azul de Remazol RB em meio aquoso, sendo que a maior capacidade de adsorção foi em torno de 375,84 mg g^-1 (NaTiNT-2NH) e 447,70 mg g^-1 (NaTiNT-3NH) na faixa de pH 5,0 a 11,0 e o tempo equilíbrio foi alcançado em 210 min (NaTiNT-2NH) e 270 min (NaTiNT-3NH). Além disso, o modelo de Elovich, que relata a adsorção em sítios heterogêneos e com diferentes energias de ativação no processo de quimissorção, foi o mais apropriado para descrever a cinética de adsorção. Assim, estas matrizes adsorventes podem ser utilizadas como potencial alternativo para remoção de corante Azul de Remazol RB em solução aquosa. Por fim, ressalta-se que os produtos obtidos nesse trabalho são materiais com potencial para aplicações biológicas e de adsorção.

Os polímeros (naturais e sintéticos) têm sido utilizados para obter materiais com variadas aplicações. Dessa forma, essa tese teve como objetivo investigar as potencialidades de polímeros sintéticos e naturais na obtenção de bio e ecomateriais. Com relação ao uso de polímeros sintéticos, Policaprolactona (PCL) foi utilizada para a obtenção de filamentos compósitos contendo hidroxiapatita, laponita® ou Gelatina metacrilada (GelMA). Os filamentos foram caracterizados estrutural e morfologicamente, e testes de toxicidade in vitro também foram realizados. Os materiais apresentaram boa estabilidade térmica e excelente viabilidade celular, demonstrando assim potencial para obtenção de novos biomateriais por impressão 3D . Com relação ao uso de polímeros naturais no crescimento de óxidos fotoativos, as gomas (Arábica e Karaya) foram utilizadas como agentes estabilizantes no preparo de nanopartículas de TiO2 e ZnO para remediação ambiental. Esses polissacarídeos desempenharam um importante papel na morfologia, e nas propriedades ópticas e estruturais desses semicondutores. Os óxidos mostraram excelente capacidade de remoção do poluente modelo azul de metileno sob luz visível. As características como baixo valor do band gap, elevada área superficial, presença de mesoporos e defeitos de superfície foram importantes para a remoção do poluente orgânico nas condições de estudo. Além disso, os testes de toxicidade em Artemia salina indicaram a não toxicidade dos fotoprodutos. Em suma, os artigos demonstraram a versatilidade do uso de polímeros para obtenção de tecnologias capazes de contemplar diferentes áreas de aplicação.

O câncer é um grupo de mais de 100 doenças que envolvem a divisão descontrolada das células do corpo, atualmente, é a segunda principal causa de morte por doenças no mundo e nos próximos anos pode chegar a superar as doenças cardíacas como a principal causa de morte, motivo pelo qual é visto como um grande problema de saúde mundial. Atualmente, os principais tratamentos contra o câncer são com cirurgias, quimioterapia convencional, radioterapia ou a combinação deles. Embora a terapia com quimioterapia convencional seja bem-sucedida, em certa medida, as principais desvantagens são seus graves efeitos colaterais indesejados. Na procura por terapias mais eficientes e menos nocivas, esforços significativos estão sendo feitos para encontrar e sintetizar novas drogas que possam ser usadas como agentes antineoplásico. Neste contexto, o Lapachol e seus derivados tem chamado a atenção devido a suas bioatividades, como destaque para a beta-Lapachona e seus derivados Norbeta- Lapachona e mais recentemente a 2,2-dimetil-(3H)-3-(N-3’-nitrofenilamino) nafto [1,2-b] furano-4,5-diona (QPhNO2), a qual mostrou potencial antitumoral maior que suas antecessoras. Porem, sua baixa solubilidade limita a continuação dos ensaios clinicos, na tentativa de contornar este problema, pesquisadores vem testando novos métodos de administração destes agentes terapêuticos, como nanoencapsulação e liberação controlada. Porém existem ainda lacunas sobre a dinâmica da interação dos sistemas nanoparticulados e biológicos que precisar ser entendidos para uma optimização terapêutica. Com o propósito de entender melhor estes sistemas, neste trabalho aplicamos a técnica de Espalhamento de Segundo Harmônico no estudo de nanocápsulas de policaprolactona carregando o agente anti-câncer QPhNO2, suspensas em solução aquosa, com a finalidade de extrair o valor do potencial de superfície e a orientação molecular na interface das nanocápsulas, parâmetros que possuem relevante papel na interação entre a nanocápsulas e a membrana celular via barreiras de potencial elétrico. Os resultados mostraram que o potencial de superfície da nanocápartículas vazias é -22.0 ± 3.2mV e -23.3 ± 1.3mV para as nanocapsulas com QPhNO2, mesmo sinal que o da membrana celular, que está entre -40mV e -80mV , e que há um ordenamento de camadas de água que circundam as nanocápsulas na camada de Debye. A determinação do comprimento de Debye e dos valores de potencial de superfície ajudarão a entender o mecanismo de ação relativo ao processo de entrega de fármacos, contribuindo para a melhoria das terapias de tratamento de doenças.

A indústria têxtil é responsável pela geração de grandes volumes de efluentes com substâncias nocivas à natureza, sendo descartados em corpos d’água. O presente estudo propôs a utilização de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) na adsorção do corante têxtil Azul de Metileno. O RCD foi tratado por calcinação e ativação ácida objetivando potencializar suas propriedades. Foram realizadas caracterizações por DRX, FRX, FTIR, TG/DTG, BET, MEV e estudos de adsorção. Os espectros de Infravermelho por Transformada de Fourier mostraram bandas características de argilominerais e carbonatos e o Difratogramas de Raios-X das amostras natural, calcinadas e tratadas com ácido mostraram que os materiais são formados majoritariamente por compostos de quartzo (SiO₂), com presença de ortoclásio e calcita, que também pode ser comprovado pelas análises de composição química dos materiais. O modelo cinético que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o modelo cinético pseudo-segunda-ordem. Os resultados de adsorção para o estudo das isotermas foram de 35,9; 60,45 e 112,23 mg g^-1 (RMNAT) e 197,3; 253,5 e 418, 6 mg g^-1 (RMC72), para as temperaturas de 25º C, 35°C e 45 °C, respectivamente. Os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir, com coeficiente de correlação R² ≥ 0,96 para ambas as amostras. Os cálculos termodinâmicos demonstraram que a adsorção do resíduo RMNAT é não espontâneo, endotérmico e aleatório, ao passo que o processo de adsorção do resíduo RMC72 demonstrou ter natureza espontânea, endotérmico e aleatório. O resíduo calcinado (RMC72) foi o que apresentou melhor capacidade de adsorção em relação à amostra natural e aos demais tratamentos aplicados.

A articulação temporomandibular (ATM) liga o maxilar ao crânio, sendo considerada uma articulação de alta complexidade. Em que, é indicada para a reconstrução total ou parcial da ATM, a utilização de materiais aloplásticos (material que possui a capacidade de ser introduzido dentro de um organismo vivo, tomando sua forma e moldando parte dele) e que apesar de ser feito de um outro material, consegue se comportar de maneira semelhante ao próprio tecido vivo do corpo humano, possuindo uma excelente compatibilidade. Entre os biomateriais mais comuns para esta finalidade, utilizam-se: ligas Cobalto (Co-Cr), Titânio e Aço inoxidável. Dentre estes, o aço inoxidável pode tornar-se uma escolha de material inteligente, já que é mais econômica para a produção dos implantes. Contudo, para um elevado desempenho se faz necessário realizar modificações superficiais neste material para adequá-lo ao uso em próteses de ATM. Assim, este trabalho tem por objetivo realizar o tratamento superficial por meio da deposição de filmes de nitreto de titânio sobre a superfície do aço inoxidável austenítico 304 com o objetivo de avaliar as melhores condições de tratamento para aplicação na fabricação de próteses de articulação emporomandibular (ATM). Assim, foram realizadas diferentes condições de deposição de nitreto de titânio utilizando gaiola catódica, variando as temperaturas de tratamento (300, 350 e 400°C) via plasma. As amostras foram analisadas e caracterizadas utilizando-se a microdureza Vickers (HV), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Os resultados indicaram que o maior valor de dureza foi obtido para a amostra tratada a 400°C (363,68 HV), quando comparada a amostra padrão sem tratamento (219,7HV) e amostras tratadas com 300 e 350°C, obtendo valores em torno de (225,4 e 291,5HV), respectivamente. A maior espessura de filme depositado foi obtida também para a amostra tratada à temperatura de 400ºC (6,739 μm). Logo, as análises realizadas no presente trabalho confirmaram que a deposição de nitreto de titânio, a microdureza Vickers e a espessura do filme formado foram proporcionais ao aumento da temperatura de tratamento. Assim como também indicaram que as propriedades destas, foram diretamente influenciadas pelas condições de tratamento aos quais as mesmas foram submetidas.

A contaminação de corpos hídricos com fármacos apresenta-se como um problema ambiental, podendo ocasionar severos danos ao organismo humano e aos demais seres vivos. O emprego de processos oxidativos avançados como a fotocatálise heterogênea, apresentasse como uma alternativa ao tratamento de águas residuais. O uso do óxido de zinco e dos argilominerais palygorskita e haloisita pode exercer efeitos positivos sobre o desempenho fotocatalítico em luz visível dos compósitos. O presente trabalho tem como objetivo sintetizar sistemas em diferentes concentrações de ZnO, palygorskita e/ou haloisita para avaliação da degradação fotocatalítica do fármaco Ciprofloxacina e assim avaliar dentre os sistemas propostos, o que apresenta maior eficiência. O ZnO foi sintetizado através do método sol-gel e os sistemas compostos pelo semicondutor e argilominerais foram sintetizados através de mistura por ultrassom. Os materiais foram caracterizados por Difração de raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e reflectância difusa (ERD), Adsorção e Dessorção de Nitrogênio (BET) e Espectroscopia de Fotoluminescência (PL). Os difratogramas de DRX indicam que houve a formação do ZnO com alta cristalinidade e formação da fase hexagonal, além de apontar picos característicos dos argilominerais. Através dos resultados obtidos por FTIR foi possível observar os estiramentos característicos dos grupos funcionais presentes na estrutura do material sintetizado a base de ZnO/Hal e ZnO/Pal. Os valores de bang gap para o ZnO suportado com os argilominerais não  apresentou uma variação considerável quando em comparação ao ZnO puro, o que indica que a inclusão dos argilominerais não cria uma barreira energética, prejudicial a fotocatálise. O teste fotocatalítico foi realizado após o tempo de 30 minutos de equilíbrio de adsorção e ocorreu por 120 min a luz visível. Após a realização do teste de fotocatálise, a concentração do fármaco apresentou uma redução próxima a 90%, apresentando o sistema sintetizado (ZnO/Pal+Hal 2:1) como um eficiente fotocatalisador. O sistema ZnO/Pal+Hal 2:1 apresentou estabilidade durante duas reutilizações consecutivas, bem como conservação da morfologia, evidenciada por análises de MEV. O teste de inibidores sugeriu que com a adição de EDTA ao sistema (sequestrador de h+), acelerou a atividade fotocatalítica da Ciprofloxacina, sugerindo um mecanismo indireto.

Nas últimas duas décadas, a literatura cientifica tem apresentado um crescente interesse em abordar os problemas ambientais oriundos da poluição de águas residuais, em particular: têxteis, corantes e tintas; que produzem grandes quantidades destes tipos de resíduos líquidos. O processo de adsorção tem sido muito utilizado para minimizar o impacto que esses resíduos vêm provocando no meio ambiente. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo a investigação da capacidade de adsorção de microcristais de h-MoO3 sintetizado pelo método microondas hidrotermal frente aos corantes azul de metileno (AM) e alaranjando de metila (AMe) em meio aquoso. O material foi sintetizado através da adição de 5 mL de ácido nítrico concentrado – HNO3 com 2 mmol de heptamolibdato de amônio – AHM ((NH4)6Mo7O24.4H2O, em seguida essa solução foi inserida em um copo de teflon e submetido a síntese usando microondas nos tempos de 30, 60, 120 e 180 min. Os pós sintetizados foram confirmados por difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, espectroscopia vibracional no infravermelho (IV) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os dados experimentais foram ajustados, no estudo cinético de adsorção, para o modelo pseudo-segunda ordem com os valores de R2 = 0,9980 e 0,9997 para o AM e AMe respectivamente. Para diferentes temperaturas (298 K, 308 K e 318 K), o processo de adsorção foi favorável e espontâneo. Os dados experimentais foram melhores ajustados para o azul de metileno com a isoterma de Langmuir, onde qmax foi de 336,7003 mg g-1 e para o alaranjando de metila com a isoterma de Temkin, onde qmax foi de 656,93 mg g-1 para amostra de h-MoO3-1h a 318 K. Assim, esses microcristais são materiais promissores na adsorção de poluentes orgânicos tanto para classe de corantes catiônicos quanto a aniônicos.

Os materiais adsorventes, tais como, argilas, casca de arroz, bagaço de cana de açúcar, quitosana, celulose, dentre outros, apresentam estruturas morfológicas porosas de adsorção de corantes por ocorrência de alta área superficial específica dessas estruturas. Além disso, apresentam superfícies carregadas negativamente que também favorecem o processo de adsorção de contaminantes orgânicos e inorgânicos catiônicos. Logo, estes materiais vêm sendo estudado no tratamento de óleo lubrificante usado. Neste contexto, este trabalho tem como um dos objetivos caracterizar os materiais adsorventes, argila natural, argila tratada com KOH, argila tratada com H2SO4, melamina e melamina sílica por DRX, FTIR, SSA e análise térmica. Observar a sua mudança estrutural e correlacionar suas estruturas com a capacidade de clarificação do óleo lubrificante usado. A capacidade de clarificação do óleo lubrificante usado pelos materiais adsorventes foi confirmada por colorimetria e UV-VIS, onde as amostras de argila ácida e melamina sílica obtiveram os melhores resultados, devido sua elevada área superficial específica.

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Os fosfatos de cálcio (CaPs) destacam-se em meio aos demais biocerâmicos por sua vasta aplicação no campo da biomedicina, as fases mais utilizadas são hidroxiapatita e beta fosfato tricálcico em virtude da similaridade que com osso natural. Atualmente existe variados métodos de obtenção dos CaPs, sínteses desenvolvidas por meio de rotas químicas, como por exemplo, reação em estado sólido, hidrólise, processo hidrotermal, precipitação química e desenvolvimento em sol-gel, está ultima deu origem ao método Pechini.  As abordagens do método Pechini atraem muita atenção devido às suas vantagens, que incluem, mistura molecular homogênea, partículas nanocristalinas, baixa temperatura de processamento, capacidade de gerar partículas nanométricas e por sua simplicidade de realização. Apesar de tais atrativos, tal método é pouco discutido para a síntese de pós de HAp. Assim, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da variação de alguns dos parâmetros na síntese, tais como: razão ácido cítrico por cátions metálicos (AC/CM) e da razão entre ácido cítrico por etileno glicol (AC/EG). Os resultados DRX, FTIR e EDS, confirmaram a presença apenas das fases HAp e β-TCP, não existindo nenhuma outra fase de impurezas. O MEV exibiu a morfologia de pó aglomerado de formato irregular. Através da TG e DTG foi constatada a perda de massa em aproximadamente 26% há temperaturas até 1000°C.  O teste de bacteriológico realizado foi satisfatório pois as amostras tinha porcentagem acima 25% de inibição para crescimento das bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli.

A crescente necessidade de aumentar a produtividade, tem alavancado o desenvolvimento de novos aços e novos tratamentos que possam melhorar o desempenho e a vida útil de ferramentas. Tratamentos de superfície assistidos por plasma têm se destacado nesse contexto. Trabalhos anteriores têm demostrado que esses revestimentos são eficientes no aumento da dureza, resistência ao desgaste e resistência a corrosão de diversos tipos de aços. Nesse sentido, amostras e ferramentas de aços AISI M2 e D2 termicamente tratadas foram submetidas aos processos de nitretação convencional, em gaiola catódica e tratamento duplex com o objetivo de avaliar a viabilidade da aplicação dessas técnicas em punções de estampagem de pregos. O desempenho das ferramentas foi avaliado por meio de testes em serviço e as amostras foram caracterizadas por ensaio de microdureza, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X(DRX). O tratamento duplex dos dois aços alcançou as maiores microdurezas superficiais, porém o desempenho produtivo das ferramentas não foi satisfatório. O uso da nitretação a plasma se mostrou viável para os dois aços, destacando-se os fatos de que as ferramentas confeccionadas em aço AISI D2 nitretadas obtiveram os maiores ganhos de produtividade em relação a ferramenta não nitretada e a redução do custo atual de produção em 26% com o uso da nitretação convencional na ferramenta de aço AISI M2 a 480ºC por 4 horas, proporcionou o melhor custo-benefício.

Avanços nas estratégias para tratamentos de defeitos ósseos tem passado pelo desenvolvimento de novos materiais, a exemplos dos scaffolds. Dentre os materiais utilizados na confecção dos scaffolds, a hidroxiapatita (HAp) sintética consegue simular a HAp encontrada no tecido ósseo humano, sendo utilizada na síntese de scaffolds. Substituições iônicas têm sido empregadas para aprimorar as características da HAp sintetizada, entre elas pode-se citar a troca iônica de íons Ca2+ por Ce3+. Biopolímeros, como a goma do cajueiro (GC) e a goma gelana (GG), tem potencializado a utilização da HAp agindo com agente estruturante na modelagem para o desenvolvimento dos scaffolds. Assim, o trabalho se desenvolveu, inicialmente, com estudo prospectivo e tecnológico acerca da síntese de scaffolds com hidroxiapatita para aplicação na regeneração óssea, procurando entender, através das publicações de artigos e de patentes, rotas de sínteses, materiais utilizados, caracterizações utilizadas, entre outras informações que nortearam a parte experimental. A segunda parte do estudo ocorreu com o desenvolvimento de três scaffolds baseado na combinação de hidroxiapatita e goma gelana, com variação de composição através da presença/ausência de goma do cajueiro e dopagem com íons Ce3+, obtendo-se os scaffolds SH, SCH e SHG. O estudo prospectivo mostrou que o desenvolvimento de scaffolds é recente, iniciando cerca de 30 anos atrás, com caracterizações físico-química, morfológica e mecânica sempre aparecendo na descrição dos scaffolds. Na parte experimental, as caracterizações confirmaram a síntese da HAp, como também mostraram as variações nas composições. A microscopia revelou a existência dos poros além de revelar a morfologia dos scaffolds. Testes mecânicos mostraram que os scaffolds possuem resistência à compressão semelhante à força do osso esponjoso e a de alguns aloenxertos usados em procedimentos cirúrgicos. Testes in vitro mostraram que o scaffold não são tóxicos, revelando potencial para aplicação em engenharia de tecido ósseo.

Nos últimos anos o número de veículos por cidadão, a velocidade e a carga do tráfego aumentaram drasticamente. Aliado a isso, as grandes variações de temperatura que os pavimentos sofrem contribuem para a sua deterioração. Países da união européia, como por exemplo, a Espanha, possui verões com temperaturas muito altas (acima de 45˚C) e invernos rigorosos com temperaturas abaixo de 0˚C, de forma similar ocorre com o Brasil, que possui uma grande extensão territorial e temperaturas bastante variáveis entre uma região e outra. Essa sobrecarga repentina e não planejada, juntamente com as variações de temperatura reduzem consideravelmente a vida útil dos pavimentos e aumentam os custos de manutenção e os riscos para os usuários. A fim de melhorar o desempenho dos pavimentos asfálticos e proporcionar uma maior resistência às ações de carga e temperatura, estudiosos vêm buscando nas ultimas décadas melhorar as propriedades dos ligantes asfálticos a partir da adição de polímeros. O uso de polímeros sintéticos proporciona múltiplas melhorias nas propriedades dos ligantes convencionais, porém o elevado custo torna a solução impraticável, não promovendo a sua disseminação no mercado, restringindo o seu uso a estradas de tráfego de alto volume e à camadas superficiais do revestimento betuminoso. Uma alternativa para viabilizar a utilização de Betumes Modificados com Polímeros (PMBs) seria a utilização de polímeros procedentes de resíduos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi realizar uma investigação sobre os polímeros provenientes de resíduos que existem em maior disponibilidade, o processo de modificação do ligante e as propriedades dos PMBs fabricados com estes resíduos, para enfim eleger a solução mais viável e, posteriormente, fabricar o PMB e analisar suas propriedades mecânicas, reológicas e de estabilidade. Ensaios mecânicos e testes reológicos foram realizados e os resultados encontrados demonstram que o polietileno e a borracha de pneus são a melhor solução para proporcionar combinadamente melhorias para o pavimento tanto em altas quanto em baixas temperaturas, com ganhos nas propriedades mecânicas e reológicas, quando comparados ao ligante convencional e, dependendo da quantidade adicionada ao ligante, pode originar PMBs estáveis às condições de armazenamento sob agitação, proporcionando assim, a fabricação de PMBs de custo mais acessível, quando comparado ao PMB fabricado com polímero sintéticos.

Com o intuído de melhorar as propriedades de adesão de filmes poliméricos, frequentemente, aplica-se tratamentos com plasma, com a ampla utilização de gás oxigênio (O₂) para a modificação superficial. O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de compósitos por extrusão de filmes planos, utilizando a matriz polimérica de Polietileno (PE) Verde de Alta Densidade com carga de Argila Vermiculita Expandida, nos teores de 1, 3 e 6%. Os filmes foram submetidos a duas condições de tratamento, para a condição 1, foi aplicado tratamento superficial a plasma com atmosfera de oxigênio e para a condição 2, foi realizado a aplicação de um pré-tratamento com atmosfera de argônio (Ar) e hidrogênio (H₂), com posterior aplicação de O₂. Após as análises dos resultados obtidos, foi possível observar que o ângulo de contato do polímero puro não tratado exibiu as características de superfície hidrofóbica e com a incorporação de argila vermiculita ocorreu uma diminuição do ângulo de contato, tornando-a uma superfície hidrofílica e consequentemente apresentando maior molhabilidade, além disto, o ângulo de contato foi reduzido com a aplicação de plasma de O₂, devido a inserção de espécies oxigenadas. Com a aplicação da condição 2 e sob a variação de tempo de exposição do ensaio, o ângulo de contato diminuiu de forma mais expressiva já com o tratamento com 10 minutos do que com 20 minutos, neste último havendo pouca alteração quando comparado ao tratamento 10 minutos, este comportamento podendo estar relacionado ao maior tempo de exposição ao plasma que pode ter saturado a superfície do polímero já por 10 minutos de tratamento. Por meio dos difratogramas, foram observadas poucas alterações significativas com a aplicação do plasma, no entanto, ocorreram pequenos deslocamentos dos picos para as composições com 6% de vermiculita para as duas condições, o que pode indicar que as alterações ocorreram apenas na superfície do material. O comportamento mecânico, por meio dos resultados de resistência à tração, indicou que a exposição ao plasma provocou um aumento na resistência a tração máxima no material e a adição de argila vermiculita diminui a tensão máxima suportada, principalmente para a composição com 3% de argila. Além disto, ocorreram pequenas alterações no alongamento dos filmes do polímero puro e com 1% de argila após os tratamentos, enquanto o alongamento do PE puro aumentou com a aplicação da condição 1 e se tornou mais significativo o aumento para a condição 2. A análise morfológica das amostras indicaram que a rugosidade da superfície dos filmes tratado apresentaram um grande aumento em comparação com os filmes não tratados, com maior destaque para a composição de PE puro e PE + 6VMT. Por fim, estes resultados indicam melhoria nas propriedades adesivas do polímero.

A introdução da zircônia (ZrO2) como material odontológico representa um grande avanço quando comparado aos demais materiais tradicionalmente utilizados para esta finalidade. Este material destaca-se, devido suas ótimas propriedades tais como resistência mecânica e biocompatibilidade. No entanto, existem limitações quanto a sua coloração branca e alta opacidade, não sendo possível mimetizar as características da dentição humana, afetando assim o conceito estético desses materiais e diminuindo o conforto do paciente. Assim, houve a necessidade de dopagem da zircônia com um agente pigmentante (Fe2O3), através do método de precursores poliméricos (método Pechini), que é indicado pela literatura como mais adequado devido a suas várias vantagens, como: homogeneidade, variação de cores, além de mistura eficiente sem a necessidade de etapas subsequentes. Portanto, este trabalho propõe desenvolver pós de zircônia pré-coloridas através do método Pechini, dopando-o com ferro em diferentes concentrações (0,25; 0,5; 1; 2 e 3 mol %) e posteriormente, calciná-los a temperatura de 1000 °C, com a finalidade de obter a mistura química mais efetiva, próxima da tonalidade da dentina humana. O material foi avaliado através de algumas caracterizações como: Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Raman, Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), teste de toxicidade e avaliação colorimétrica, confirmando a presença do ferro dentro da microestrutura da zircônia e suas modificações causadas no material. De acordo com os resultados, o tamanho médio de cristalitos dos pós sintetizados aumentaram de 35,45 para 48,97 nm, com relação aos parâmetros de rede houve uma diminuição de 5,1608 para 4,3592 Å, com o aumento da concentração de ferro. O EDS indicou a presença de ferro em todas as amostras, com variadas concentrações do pigmentante. Os resultados alcançados indicam que o método utilizado foi efetivo para a produção de pós de zircônia com variados nuances de cores, para efetivo uso desses materiais em próteses dentárias, possuindo um grande potencial para aplicações odontológicas.

Os aços inoxidáveis superduplex (AISD) apresentam em sua microestrutura as fases ferrita e austenita, de modo a conciliar boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Estes materiais possuem grande aplicação na indústria de extração de petróleo e na petroquímica. Quando estão sujeitos a estas aplicações, os dutos de AISD sofrem desgastes. Dentre os tipos, pode-se citar o proveniente do atrito de cabos que levam ferramentas para o interior de poços. Levando em consideração a soldagem dos aços superduplex, a suscetibilidade ao desgaste e à corrosão podem aumentar. Valores de energia de soldagem acima de 1,5 KJ/mm ocasionam o desbalanceamento de fases, prejudicando as propriedades citadas. A ZTA (zona termicamente afetada) da solda destes aços é a região mais suscetível à degradação e fragilização devido ao crescimento do grão ferrítico e possível surgimento de precipitados deletérios. Neste contexto, este trabalho tem como um dos objetivos nitretar a junta soldada do aço SAF 2507 e correlacionar a microestrutura com a dureza superficial e com a resistência à corrosão. Para alcançar os resultados, amostras de junta soldada foram nitretadas a plasma utilizando as técnicas de nitretação convencional (NC) e em gaiola catódica (NGC) na temperatura de 400 ⁰C. Em decorrência, as amostras nitretadas com o uso da gaiola catódica apresentaram maiores e mais uniformes valores de microdureza.

O papel e os efeitos benéficos dos antioxidantes contra vários distúrbios e doenças induzidas pelo estresse oxidativo receberam muita atenção nos últimos anos. Os sistemas de defesa antioxidante fisiológicos eliminam e minimizam a formação das espécies reativas, porém, não são totalmente eficientes para eliminação ou neutralização quando estas espécies são geradas em excesso pelo organismo. Assim, nos últimos anos surgiu um grande interesse em fontes adicionais de antioxidantes, levando ao desenvolvimento de numerosos métodos para avaliar a capacidade antioxidante de novos materiais. Nesse contexto, buscou-se sintetizar um gerador de espécies reativas de oxigênio, HO•, O₂^•-, ¹O₂, constituído de dióxido de titânio (TiO₂),modificado por nanopartículas de prata e suportado na argila paligorsquita (AgNPs/TiO₂-PAL) para aplicação ao desenvolvimento de uma metodologia para reconhecimento de atividade antioxidante. Primeiramente foi investigado a fotocatálise heterogênea dos corantes eosina amarela, verde de bromocresol, amarelo ácido 73 e amarelo básico 2 na presença do catalisador TiO₂ Degussa P25 comercial, sob radiação na região visível e na região do ultravioleta, propondo um estudo miniaturizado para realização dos testes laboratoriais de fotocatálise, com intuito de definir qual corante é mais sensível ao sistema de geração das espécies reativas. Os resultados mostraram que o sistema composto pelo corante amarelo ácido 73 e radiação ultravioleta apresentou maior eficiência, sendo assim, esse sistema foi utilizado para aplicação em ensaios de atividades antioxidantes, cujo desenvolvimento e validação da metodologia estão descritos nesse trabalho. O método apresentou uma resposta rápida e precisa para a detecção da atividade antioxidante dos compostos ácido gálico, quercetina, rutina e trolox, sendo considerado linear, reprodutível, de baixo custo e de fácil execução.

A utilização de resíduos de construção e demolição (RCD) na forma de agregados reciclados para a produção de concretos para os mais variados fins tem sido bastante estudada a fim de aumentar o potencial de utilização de tais resíduos, visando a redução dos impactos ambientais causados pelo acúmulo de grandes volumes deste tipo de resíduo em todo o mundo. Neste contexto, desenvolveu-se uma pesquisa experimental com o objetivo de avaliar a possibilidade de utilização de agregados reciclados provenientes de RCD como substituto, total ou parcial, dos agregados naturais na produção de concretos para aplicações estruturais. Foi realizada a caracterização granulométrica, química e física dos agregados reciclados utilizados, e produzidos concretos com teores iguais a 0%, 25%, 50%, 75% e 100% de agregados reciclados em substituição aos agregados naturais. Os concretos produzidos foram analisados com relação às propriedades de consistência, massa específica, absorção, resistência à compressão e resistência à tração. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da utilização de agregados reciclados, em composição e proporções definidas, para a produção de concretos com fins estruturais. Os concretos com teores de até 75% de agregados reciclados exibiram resultados satisfatórios.

A quitosana tornou-se promissora como biomaterial. A introdução de grupo amina em sua estrutura por síntese química pode melhorar suas características biológicas. Para o desenvolvimento dessa pesquisa, primeiramente foram investigados trabalhos realizados com grupos aminas e outros agentes químicos utilizados em sínteses de novos derivados de quitosana e suas aplicações na área biomédica e farmacêutica em tratamento gástrico, através de um estudo prospectivo. As modificações na estrutura da quitosana foram identificadas nos artigos por diferentes compostos químicos com a finalidade principal de melhorar a permeabilidade e mucoadesão, visando aplicação na área da saúde. Porém, não foi encontrado artigo sobre quitosana modificada com base amina no tratamento gástrico. Assim, a quitosana foi modificada neste trabalho para avaliar algumas propriedades biológicas. A quitosana reagiu com acetilacetona (Qac), em seguida com etilenodiamina (Qacen) ou com dietilenotriamina (Qacdien) e associadas ao fármaco ceftazidima (F). A modificação química foi comprovada pelas caracterizações: Análise Elementar, DRX, FTIR e TG/DTG/DSC. Qacen, Qacdien, QacenF e QacdienF apresentaram aumento nos índices de nitrogênio, diminuição no índice de cristalinidade (7,1%; 4,3%; 7,4% e 7,8%, respectivamente) e melhoria na estabilidade térmica para os derivados sem o fármaco e diminuição nos derivados com o fármaco. A biocompatibilidade dos derivados foram confirmadas pela baixa taxa hemolítica (< 5%) em ensaio in vitro, pela não toxicidade no ensaio in vivo sobre Artemia salina (DL50%>3000 ppm), pelo índice antioxidante significativo em ensaio in vitro. Qacen (55,2%) e Qacdien (68,1%) apresentaram resultados superiores ao da quitosana pura (50,7%) na cicatrização de úlcera gástrica. Os resultados qualificam os derivados de quitosana como promissores biomateriais para aplicação na área da saúde.

Um dos principais desafios da terapia gênica é o desenvolvimento de vetores transportadores de genes seguros e eficazes. Devido às limitações associadas ao uso de vetores virais tais como carcinogênese, imunogenicidade, capacidade limitada de empacotamento de DNA e dificuldade de síntese vetorial, muitos estudos têm se concentrado no uso de carreadores de genes biocompatíveis e biodegradáveis. Dessa forma, nesse estudo investigou-se e comparou-se o efeito de celulose e mesocarpo de babaçu puros como complementos plasmidial em ensaios de transformação bacteriana de células E. coli afim de verificar os efeitos desses materiais na eficiência de transferência de genes. O capítulo 1 apresenta um estudo de prospecção de patentes e artigos científicos acerca do uso de diferentes materiais como vetores não virais para o transporte e inserção de genes em células de organismos eucariontes, pelo processo de transformação gênica, e células procariontes, através do processo de transformação bacteriana. O capítulo 2 descreve o estudo realizado com celulose e mesocarpo de babaçu usados como complementos de DNA plasmidial no processo de transformação bacteriana de células de E. coli.

Materiais antibacterianos têm atraído grande interesse nos últimos anos para a construção civil, isso devido à sua capacidade de inibir a proliferação de fungos e bactérias que impregnam em rejuntes cerâmicos. Dentre os semicondutores amplamente estudados, o óxido de zinco (ZnO) se destaca por suas excelentes propriedades químicas e propriedades antimicrobianas, porém a baixa área superficial pode limitar algumas aplicações, assim, as argilas, que são materiais naturais, tem sido bastante utilizada como suporte para semicondutores, devido sua alta área superficial, que tornará o material final mais viável. O presente estudo teve como objetivo desenvolver um rejunte com propriedades antimicrobianas a base de ZnO suportado na argila Palygorskite (Pal).A Pal foi tratada previamente com peróxido de hidrogênio e a Pal-ZnO foi obtido usando o método sol-gel nos pH 7 e 11.O Pal-ZnO foi calcinado nas temperaturas de 250 e 400 oC para avaliação de sua cristalinidade.O rejunte a base de de ZnO suportado na argila Pal foi obtido pela mistura de 5% do compósito Pal-ZnO em rejunate comercial, denominado como Rejunte/Pal-ZnO.A partir dos padrões de DRX das amostras Pal-ZnO pode-se confirmar a presença dos planos de difração referente ao ZnO em fase Wurtzita e da Pal.O zinco e os elementos presentes na argila também foram identificados por EDS. A avaliação morfológica apresentada pelo MEV do material mostrou o ZnO na forma esférica e disperso sobre as fibras da argila, a qual está na forma de agulhas.A análise de TG-DTG evidenciou os eventos térmicos da Pal e do óxido de zinco.O material Rejunte/Pal-ZnO mostrou-se eficaz frente à bactéria Escherichia Coli quando testado pelo método de placa de difusão em ágar.Assim, conclui-se que o ZnO foi suportado na Pal com êxito e o material fotoativo Rejunte/Pal-ZnO possui propriedades antibacterianas e assim mostra-se promissor para a área da construção civil.

A nitretação por plasma vem sendo utilizada nas aplicações industriais e tecnológicas em larga escala por apresentar uma melhora nas propriedades mecânicas, tribológicas, dentre outras. No presente trabalho, estudou-se superfícies do aço inoxidavel AISI 304 austenítico e 410S ferrítico, modificadas por tratamento de nitretação a plasma através de diferentes configurações de tratamento como nitretação convencional e nitretação com gaiola catódica utilizando a mesma temperatura de 450°C, com o objetivo de obter uma otimização da superfície para aplicações tecnológicas, avaliando de forma geral qual o tratamento mostrou melhores resultados sob o substrato. As amostras foram caracterizadas através das técnicas de ensaios de Microdureza Vickers e pela técnicas de caracterização de Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de raio-X (EDS), Difração de Raios-X (DRX), além de uma análise macroscópica. Desta forma, puderam-se avaliar propriedades do tratamento como topografia, presença de elementos intersticiais, dureza, homogeneidade, uniformidade e espessura da camada nitretada. Observou-se que todas as amostras expostas a nitretação foram modificadas em relação à amostra padrão (sem tratamento), logo, apresentando aumento consideráveis de microdureza e comprovação de espécies e elementos depositados na superfície do aço, presença de Fe₃N e Fe₄N constatadas tanto por DRX. As medidas das espessuras de camadas seguem um padrão de crescimento, as mesmas crescem à medida que aumenta a temperatura de tratamento e favorecendo implicando no aumento da microdureza do material.

Materiais compósitos são uma alternativa para diversas aplicações no ramo da construção civil, devido a sua baixa densidade, boas propriedades mecânicas e formas de processamentos similares aos materiais poliméricos. O presente trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de compósitos poliméricos produzidos a base de resina epóxi utilizando 10% e 12% de cortiça em pó com e sem tratamento alcalino para aplicação não estrutural. Os compósitos foram preparados por meio de Hand lay-up e caracterizados por ensaios mecânicos de resistência à flexão e resistência ao impacto, inflamabilidade, molhabilidade e morfologia por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica (MO). A quantidade de cortiça, o tratamento químico alcalino realizado na cortiça, a interação entre matriz/carga influenciou diretamente às propriedades mecânicas dos compósitos, diminuindo a sua ductilidade. A partir das imagens de (MEV) e (MO) foi observada a presença de defeitos devido à baixa interação dos componentes. Os resultados do ângulo de contato permitiram conhecer o caráter da superfície do material e que os compósitos com a cortiça tratada quimicamente adquiriram um caráter hidrofóbico. Verificou-se também que ao adicionar cortiça in natura ocorreu um aumento na velocidade de queima do material. Dessa forma, com base nos valores encontrados das propriedades mecânicas e no estudo da superfície do material o uso dos compósitos com resina epóxi pode ser uma boa alternativa na construção civil, por exemplo, em paredes secas (drywall).

O acúmulo de resíduos gerados pelo descarte inadequado de polímeros obtidos a partir do petróleo está causando sérios problemas ambientais. O desenvolvimento de materiais alternativos é de grande importância, por exemplo, polímeros biodegradáveis, em especial aqueles produzidos a partir de fontes renováveis. Contudo, os polímeros biodegradáveis apresentam algumas desvantagens como elevada fragilidade e alta permeabilidade a gases. No entanto, a formação de compósitos poliméricos oferece uma alternativa para melhorar as propriedades dos polímeros biodegradáveis. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos via intercalação por fusão de Poli(hidroxibutirato) (PHB), Microesferas de Vidro (MV) em diferentes composições e Poli(propileno) graftizado com Anidrido Maleico (PP-g-MA), e em seguida filmes a partir dos compósitos e da matriz polimérica foram obtidos. Posteriormente, foram avaliadas as propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas, a molhabilidade e a biodegradabilidade dos filmes por meio do teste de Sturm. Observou-se distribuição adequada e dispersão intermediária da fase dispersa ao longo da matriz com a formação de alguns aglomerados, e que a adesão entre os componentes não foi alcançada. As MV não afetaram significativamente as propriedades térmicas dos sistemas, pois observaram-se variações discretas na T_onset, T_p, T_m. Porém, o grau de cristalinidade diminuiu com a adição de MV, sendo o filme com 3 % de MV o que teve a variação acima de 11 %. Adicionalmente, percebeu-se que os compósitos com as MV sem e com o PP-g-MA apresentaram menores valores de alongamento e tensão máxima em comparação ao PHB puro. A adição de MV não apresentou efeito significativo nas molhabilidade do PHB e os valores de ângulo de contato para os filmes foram similares. Finalmente, as MV modificaram o mecanismo de biodegradação: o processo degradativo dos filmes dos compósitos ocorreu de seu interior e do filme de PHB puro ocorreu apenas na superfície; porém, não se observou modificação na taxa de biodegradação, já que as massas de CO₂ produzida pelos três sistemas foram similares.

O aço-rápido é um dos principais materiais utilizados na fabricação de ferramentas de corte, principalmente em aplicações que requerem elevada tenacidade como nas operações de furação profunda. A aplicação de tratamentos superficiais é recomendada para melhorar a dureza e resistência ao desgaste dessas ferramentas sem alterar significativamente as propriedades do núcleo. O presente estudo tem como objetivo avaliar a aplicação de nitretação a plasma (nas temperaturas de 450 e 500°C) e de tratamento duplex (nitretação convencional seguida de deposição de TiN, utilizando a técnica de deposição com gaiola catódica). Na caracterização foram realizadas medidas de microdureza na superfície de folga e no núcleo de amostras transversais retiradas na ponta, no meio e na base do corpo das brocas. A espessura e uniformidade da camada nitretada foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura – MEV. O desempenho das brocas foi avaliado após usinagem de corpos de prova de aço SAE1045 em um centro de usinagem por comando numérico CNC, onde foram estudados o desgaste máximo de flanco nas brocas e a qualidade dimensional dos furos usinados. Foram aplicadas ainda, as técnicas de microscopia ótica e espectroscopia por dispersão de energia (EDS) para verificar a microestrutura e composição das brocas comerciais. Os resultados mostraram que a broca submetida à nitretação convencional na temperatura de 500 °C apresentou dureza superficial e espessura da camada de compostos maiores do que a tratada na temperatura de 450°C, embora esta tenha apresentado camadas mais uniformes. O ensaio de desempenho apontou para viabilidade do tratamento a 450°C, cuja broca tratada apresentou uma maior vida útil do que na broca sem tratamento, além de atender a qualidade dimensional em todos os furos, já as demais ferramentas, nitretada a 500 °C e submetida ao tratamento duplex, apresentaram desempenho abaixo do esperado. Adicionalmente observou-se a existência de um gradiente térmico formado durante o tratamento que foi comprovado através da redução de dureza do núcleo em regiões específicas das brocas.

O concreto auto-adensável-CAA trata-se de uma evolução dos diversos tipos de concreto existentes na construção civil, no qual permite o lançamento de concreto em fôrmas, sem a utilização de vibração ou compactação externa. A utilização dessa tipologia em diversos países representa um importante avanço na tecnologia do concreto nas últimas décadas. Entre suas características, pode-se ressaltar o aumento da produtividade, melhora do ambiente construtivo e contribuição da tecnologia sustentável do concreto, sendo caracterizado como um material ambientalmente amigável. O estudo abordado trata-se da viabilidade da adição de materiais naturais como a goma de cajueiro (Anacardium Occidentale L.), incorporado ao concreto auto-adensável (CAA), afim de aperfeiçoar suas propriedades mecânicas através da cura proveniente da redução da perda de água nos interstícios capilares do concreto favorecido pela incorporação da goma na mistura do concreto, dando ao mesmo um aumento considerável em sua resistência mecânica, além do fator sustentabilidade devido à redução de até 40,28% do fator água/cimento. 

Os polímeros nos últimos anos destacam-se como biomaterial e sua aplicação tem ganhado grande importância nas áreas medicinais. A quitosana é um biopolímero que apresenta características atraentes como biocompatibilidade, biodegradabilidade e não toxicidade tem sido bastante utilizada nas aplicações biomédicas, como no desenvolvimento dos hidrogéis, que são materiais poliméricos constituídos por redes tridimensionais capazes de absorver alta quantidade. Vários polissacarídeos estão sendo utilizados para aplicações de liberação controlada de fármacos ,bem como na produção de géis ,como a goma de chichá que é obtida a partir do exsudato da árvore Sterculia striata, apresenta grupos hidroxilas na sua estrutura química que contribuem para a formação dos hidrogéis. Além dos polímeros a própolis surge como alternativa para as aplicações biomédicas, por possuir propriedades terapêuticas desejáveis  como atividade antimicrobiana, anti-inflamatória, cicatrizante e antiparasitária. O presente estudo teve por objetivo a síntese dos hidrogéis de quitosana e goma do chichá associados ao extrato etanólico de própolis a 1%, e sua aplicação antibacteriana. Inicialmente realizou-se uma prospecção cientifica-tecnológica sobre as aplicações dos Hidrogéis de quitosana e goma do chichá com a atividade antimicrobiana foi realizadas buscas dos artigos nas bases de dados WEB OF SCIENCE, SCOPUS e SCIELO enquanto a prospecção tecnológica foi realizada no European Patente Office (EPO), na United States Patent and Trademark Office (USPTO),  World Intelectual Property Organization (WIPO) European Patent e  Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI) cujos resultados indicaram uma carência de artigos e de patentes relacionadas com o tema pesquisado. A síntese dos hidrogéis foi realizada de forma simples e rápida , os biomateriais foram caracterizados pelas técnicas de FTIR e TG, foram realizadas as análises das propriedades mecânicas e  análise da atividade antibacteriana dos hidrgéis contra Staphylococcus aureus ATCC 25923, que revelaram  que a presença do extrato etanolico de própolis a 1% nos hidrogéis melhorou significativamente a atividade do biomaterial, Portanto os hidrogéis de quitosana e goma do chichá mostram-se como materiais promissores para aplicações biomédicas.

Polímeros naturais tem ganhado evidencia no desenvolvimento de materiais para aplicações biomédicas. Entre eles, destacam-se o mesocarpo de babaçu (MB), rico em amido presente no fruto da palmeira Orbignya sp., e a quitosana (QUI), biopolímero catiônico encontrado em crustáceos, a qual é muito utilizada em formulações mucoadesivas. Com base nisto, o presente estudo objetivou o desenvolvimento de plataforma mucoadesiva à base de MB e QUI plastificados com glicerol (GLIC) para a liberação local de fármacos utilizando a clorexidina (CHX) como fármaco modelo. Foram desenvolvidos quatro tipos de formulações pela técnica de casting, na qual houve a variação da ordem de adição e da quantidade de componentes na fórmula. Os aspectos morfológicos das formulações foram caracterizadas pelas seguintes análises: microscopia óptica, espessura, pH de superfície, uniformidade de massa, análise térmica por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG), difração de raios (DRX), ensaios mecânicos, percentual de intumescimento, análise microbiológica por disco de difusão e ensaios de mucoadesão ex-vivo por tempo de compressão. Assim, evidenciou-se a obtenção de filmes de flexibilidade comprovada e de pH compatível à mucosa oral. A partir da análise térmica, DRX e ensaios mecânicos observou-se que a variação de plastificantes e a ordem de adição de reagentes influenciaram no comportamento físico-químico das plataformas, além de detectar a ocorrência de interações entre fármaco e matriz composta apenas MB e GLIC. A análise microbiológica comprovou a atividade antimicrobiana do filme de MB para cepa de S. aureus (halo de 8mm), além disso tal atividade foi maior em relação à quantidade de MB presente nas demais amostras com ação sinérgica à CHX. Em relação ao teste de mucoadesão ex vivo, revelou-se que as amostras adquiriram melhores resultados após 30 segundos de compressão e que a mucoadesão foi mais proeminente nas amostras de menor percentual de intumescimento, assim a amostra contendo MB em igual quantidade de QUI apresentou o maior pico de destacamento (0,112±0,005 N/cm²). Desta forma, os resultados obtidos revelaram a relevância do uso de MB como integrante na obtenção de matrizes mucoadesivas de liberação local, com sinergia com fármaco antimicrobiano.

Filmes finos carbonosos e carbetos de titânio foram depositados em substratos de aço ferramenta AISI D2 por meio da técnica de deposição a plasma com gaiola catódica, com o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros de tratamento, tais como o tipo de material da gaiola, utilização do cátodo oco e atmosfera de tratamento, na deposição dos filmes finos em termos de microdureza superficial, morfologia e estrutura, buscando, também, analisar a viabilidade de uma potencial aplicação desses revestimentos em ferramentas para trabalho a frio. As amostras tratadas termoquimicamente foram avaliadas por ensaio de microdureza Vickers e pelas técnicas de caracterização de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de raios-X (EDS), Difração de raios-X (DRX) e Espectroscopia Raman. Após o tratamento, a microdureza dos filmes finos obtidos aumentou significativamente, alcançando um valor máximo de 1832,46 HV que representa um aumento de 7,33 vezes em relação à dureza do substrato. A morfologia dos filmes finos exibiu, em grande parte, um aspecto granular e rugoso.

Este trabalho foi dividido em dois capítulos. O Capítulo 1 é o artigo de revisão, onde descrevemos uma revisão sobre as diferentes fases do TiO₂, das nanoestruturas de titanato especificamente os nanotubos, suas estruturas e morfologias. Dentre os vários métodos de sínteses destaca-se o método hidrotérmico assistido por microondas. Descrevemos também a capacidade de troca iônica dos nanotubos e o seu potencial de uso em fotocatálise heterogênea. O Capítulo 2 é o artigo original e foi subdividido em quatro partes onde a primeira parte trata-se da introdução, na segunda parte foi feita uma discussão dos procedimentos experimentais utilizado para obtenção dos nanotubos de titanato (NaTiNT) puro e trocados com diferentes cátions metálicos Ce⁴⁺, Fe³⁺ e Co²⁺, a descrição dos testes fotocatalíticos bem como as técnicas usadas nas caracterizações dos materiais, na terceira parte encontra-se os resultados e discussões e por fim, as conclusões são apresentadas.

A possibilidade de incorporação de óxidos com características fotocatalíticas em compostos com elevada área superficial tem sido uma alternativa viável de eficiência em processos de fotodegradação. Neste contexto, buscou-se com este trabalho investigar a atividade fotocatalítica do semicondutor dióxido de titânio suportado nas argilas palygorskita e hidróxido duplo lamelar na degradação de corantes aniônicos. No Capítulo 1, será apresentado um estudo prospectivo sobre o uso das argilas palygorskita e hidróxido duplo lamellar, com enfoque no tema de utilização dessas argilas como suporte para  o dióxido de titânio visando a aplicação fotocatalítica na degradação de corantes. No Capítulo 2, serão apresentados os resultadose discussões das caracterizações dos materiais sintetizados. Foram preparados compósitos com TiO₂ suportados nas argilas paligorskita, hidróxido duplo lamelar e no material da mistura de paligorskita e hidróxido duplo lamelar. Também são apresentados resultados e discussão sobre a aplicação desses compósitos para a fotodegradação da eosina amarela.

O uso de fotocatalisadores para degradação de matéria orgânica tem sido foco de estudo para o tratamento e descontaminação de água. A tecnologia com o emprego de processos fotocatalíticos pode provocar a mineralização total de compostos orgânicos simples e até mesmo de substâncias recalcitrantes. Alguns fotocatalisadores podem apresentar baixa eficiência fotocatalítica devido à baixa superfície de contato, entretanto a eficiência destes materiais pode ser melhorada através da síntese de compósitos com argilominerais. Nesse contexto, buscou-se neste trabalho preparar um compósito formado pelo fotocatalisador TiO₂ e o argilomineral sepiolita e posteriormente investigar a atividade fotocatalítica do material na degradação do corante eosina amarela. No capítulo 1 é apresentado um estudo prospectivo sobre o uso da sepiolita e do TiO₂ para aplicação fotocatalítica. No capítulo 2 são apresentados os resultados e discussões da pesquisa realizada sobre a fotodegradação do corante eosina amarela usando o TiO₂suportado na sepiolita (SEP-TiO₂). 

O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de blendas poliméricas de polihidroxibutirato (PHB) e polietilienoglicol (PEG), e também bionanocompósitos de PHB, PEG e argila vermiculita organofílica (VMT), as blendas foram preparadas nas composições 95-5 e 90-10 (PHB-PEG) e os bionanocompósitos com 95-5-3 e 90-10-3 (PHB-PEG-VMT). Foi utilizada a técnica de intercalação por solução para a obtenção dos sistemas na forma de filmes, e em seguida foi montando um sistema para avaliação e acompanhamento da degradação hidrolítica dos mesmos. O teste de degradação foi realizado segundo a norma ASTM F1635-11 e as propriedades dos filmes foram avaliadas por perda de massa, absorção hidrolítica e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) no intuito principal de detectar e quantificar o grupo causador do processo degradativo. Os resultados mostraram que para os bionanocompósitos a adição da argila vermiculita organofílica nos percentuais de 95-5-3 e 90-10-3 (PHB-PEG-VMT) ocasionaram uma maior e menor perda de massa, respectivamente. Através do teste de degradação hidrolítica observou-se que a blenda 95-5 é a única composição que apresenta uma crescente perda de massa ao longo do período em contato com solução tampão fosfato-salino  (PBS) a 37 °C. A análise por FTIR mostrou que a degradação para o PHB puro ocorreu nas regiões amorfas e que à presença do PEG e da VMT afeta a degradação nas regiões amorfas e cristalinas do polímero. Notou-se assim, que o plastificante e a argila vermiculita organofilica afetaram na degradação hidrolítica do polímero PHB, pois possivelmente, tornou o material hidrofílico, permitindo assim a penetração de água na cadeia polimérica.

Neste trabalho será avaliada a influência da adição do gás acetileno no processo de nitretação por plasma do aço 316 austenítico nitretado, utilizando a técnica de gaiola catódica, com o objetivo de identificar os efeitos desse gás nas propriedades da camada nitretada. Serão investigados a microdureza, composição química, espessura da camada nitretada, formação das fases e resistência à corrosão. A partir de uma barra cilíndrica de aço AISI 316 usinado foram obtidas amostras que foram cortadas, lixadas, polidas e limpas em ultrassom, imersas em solução de acetona. A nitretação foi realizada através de um reator (câmara cilíndrica) e seus acessórios: controladores de temperatura, corrente elétrica, pressão e fluxo de gases. As caracterizações das propriedades do material serão realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia ótica (MO) para avaliar a espessura da camada formada; difração de raios-X (DRX) para análise das fases formadas; ensaios de microdureza para avaliar a resistência da camada formada e ensaios de resistência à corrosão. Nesse processo serão realizados três tratamentos com e sem a adição de acetileno, nas temperaturas de 400, 450 e 500ºC, todas à pressão constante de 5 mbar.

O polietileno verde, compatibilizante polar e a argila vermiculita organofilíca foram combinados para produzir nanocompósitos para potencial uso como material de construção civil. Os nanocompósitos foram processados, por meio da técnica de intercalação por fusão. Para este trabalho, foram analisados o comportamento térmico, mecânico e de inflamabilidade, bem como os efeitos das condições climáticas da cidade de Teresina na degradação abiótica do PEVAD e seus nanocompósitos. Além disso, os materiais foram caracterizados por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com finalidade de averiguar suas morfologias. Os resultados encontrados mostraram que os nanocompósitos com compatibilizante apresentaram um aumento no módulo de elasticidade em relação ao PE verde puro, porém os resultados não foram satisfatórios quando se analisou a tensão de escoamento e o limite de resistência à tração. Isso foi causado, principalmente, pela má dispersão da argila na matriz polimérica e pela insuficiente adesão entre os dois materiais, vistos a partir das análises microscópicas por MO e MEV. O teste de inflamabilidade evidenciou o efeito catalítico da argila, uma vez que em todos os nanocompósitos avaliados, a resistência à propagação de chama foi inferior em relação ao PE verde puro. A análise termogravimétrica (TGA) demonstrou duas funções opostas da argila na estabilidade dos sistemas, uma na tendência de formação do efeito barreira que melhorou ligeiramente a estabilidade térmica dos nanocompósitos, e a outra pelo seu efeito catalítico na degradação da matriz polimérica. A avaliação dos resultados de calorimetria diferencial exploratória (DSC) do PEVAD e de seus nanocompósitos mostraram que a adição de argila na matriz polimérica teve pouco efeito na temperatura de fusão dos sistemas, entretanto a mesma atuou como agente nucleante, influenciando no aumento do grau de cristalinidade dos sistemas. Além disso, foi visto que a argila provocou uma elevação na energia absorvida durante a fusão dos nanocompósitos, devido ao aumento nas entalpias de fusão dos sistemas. Os resultados de degradação abiótica nas amostras evidenciaram uma morfologia caracterizada pela transição de um aspecto dúctil para uma aparência mais frágil da matriz polimérica, o aparecimento de vazios, fraturas internas e a formação de esferulitos de polietileno, os quais são indícios de modificações físicas e químicas, causadas por degradações foto-oxidativas e hidrolíticas no material. Em virtude disso, o desempenho mecânico de todos os sistemas foi diretamente afetado. O módulo de elasticidade sofreu redução em seu valor, causada por degradações fotooxidativas que tornaram o material mais frágil e quebradiço. Reduções na tensão de escoamento também foram visualizadas, porém com maiores efeitos no PEVAD. O LRT foi a propriedade mecânica mais afetada pelas ações do intemperismo, resultado de diversos tipos de degradação abiótica (foto-oxidadativa, térmica, hidrolítica e entre outras) sofrida pelas amostras, que corroboraram para os danos causados nas propriedades mecânicas dos sistemas.

As nanoestruturas de carbono da classe de materiais com hibridização sp2 são promissoras para a tecnologia moderna. Isso porque há um limite físico na miniaturização da eletrônica baseada no silício. O grafeno, após ter sido isolado em 2004 pelos cientistas Adré Geim e Kostantin Novoselov, ganhou destaque na comunidade científica promovendo um crescente estudo teórico e experimental do mesmo e de estruturas correlacionadas, como nanofitas. Em particular, as nanofitas de grafeno tem atraído uma atenção considerável devido suas excelentes propriedades eletrônicas e magnéticas promissoras para a aplicação na eletrônica e spintrônica. Estas estruturas podem possibilitar o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos com maior poder de armazenamento e de velocidade no processamento de informações com baixo consumo de energia. Neste trabalho, tivemos como objetivo realizar um estudo sistemático das propriedades eletrônicas e magnéticas das nanofitas de grafeno com borda zigzag com defeitos inseridos no centro da fita. Para isso, realizamos cálculos computacionais baseados no método semi-empírico tight binding com a complementação do Hamiltoniano de Hubbard, a fim de verificar a influência das vacâncias em diferentes estados magnéticos.

A hidroxiapatita é o fosfato de cálcio mais importante dentre os fosfatos devido a suas propriedades, e principalmente, por sua grande semelhança a fase mineral do osso, tendo sido muito utilizada em enxertos ósseos. Nesse trabalho realizou-se inicialmente um estudo prospectivo através de buscas em artigos e patentes que contenham informações sobre a hidroxiapatita dopada com metais e associada a um antisséptico. Não foram encontrados registros de artigos e depósitos de patentes que contenham as cinco palavras referente ao objetivo deste trabalho. Porém foram encontrados 18 artigos e 2 patentes que estudaram hidroxiapatita dopada com metal para aplicação antimicrobiana. A síntese da hidroxiapatita pura (HAp) e dopada com 1,75%, 2,5% e 5,0% do íon Cério (Ce3+) ocorreu pelo método de co-precipitação. Fez-se a adsorção de clorexidina (CHX) na HAp e hidroxiapatitas dopadas. Os materiais obtidos foram caracterizados pelas técnicas de DRX (Difração de Raio-X), FTIR (Espectroscopia infravermelho por transformada de Fourier), TG (termogravimetria) e MEV-EDS (Microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de energia dispersiva), utilizando-se o UV-Vis para estudar a incorporação da CHX Nos materiais. A capacidade antibacteriana dos materiais foi avaliada pelo teste de contato direto. As bactérias testadas foram a Staphylococcus aureus e Escherichia coli.

Neste trabalho foi realizado neste trabalho, o tratamento térmico e ativação de biomassa proveniente do mesocarpo de   coco babaçu a partir da pirólise. A pirólise é uma técnica termoquímica de conversão de   biomassa que ocorre em ambiente inerte e foi realizada em um forno tubular. O material   carbonáceo resultante, carbono, foi caracterizado por FTIR, DRX, Raman e EDS para avaliar   a estrutura e composição química; MEV para conhecer a sua morfologia; BET para examinar   a área superficial. Os   resultados demonstraram que o material resultante é composto basicamente por carbono e   oxigênio, suas ligações lignocelulósicas são quebradas devido ao aumento da temperatura e da ativação nas amostras carbonizadas, quando comparadas com o mesocarpo in natura.  Por   fim, o potencial como adsorvente de efluente têxtil, do produto carbonizado e ativado, foi avaliado.

Novos biomateriais que venham substituir ou reparar tecidos ósseos danificados se tornam cada dia mais necessário, de forma que possam promover uma qualidade de vida com mais saúde. A hidroxiapatita (HAp) se destaca entre as biocerâmicas com material mais utilizado na prática clinica para essa finalidade. Por ser biocompatível e osteocondutor, é um excelente substituto ósseo em cirurgias ortopédicas. O presente estudo teve por objetivo efetuar o levantamento do número de artigos e patentes que tenham como alvo a aplicação da hidroxiapatita dopada com estrôncio (HApSr) com atividade antimicrobiana e a incorporação de fármacos a esse material, seguindo da síntese da HAp pura e HApSr pelo método de coprecipitação. Posteriormente, fez-se a adsorção da clorexidina (CHX), obtendo-se os biomateriais HAp/CHX e HApSr/CHX. Os biomateriais foram caracterizados pelas técnicas de DRX, FTIR, MEV e TG, com o UV-Vis verificou-se a incorporação da CHX na HAp pura e HApSr. A atividade antibacteriana dos biomateriais foram testada contra Cepas de Staphylococcus aureus e Escherichia coli, mostrando que a dopagem com estrôncio melhorou significativamente a atividade antibacteriana da HAp principalmente contra a cepa  E. coli, e que com a  adsorção da clorexidina na HApSr sua atividade foi potencializada chegando a 100% para todos os microrganismos testados. Portanto, o biomaterial HApSr/CHX apresenta-se como um produto promissor para aplicações biomédicas.

           O trabalho apresenta a formação de compósitos em varias proporções formados por poliestireno expandido como matriz polimérica e celulose microcristalina como fibra de reforço. Posteriormente foi testada a sua capacidade de reter água. O Material será submetido a experimentos de impermeabilização de superfícies, dado o seu caráter hidrofóbico. A formação dos compósitos se deu por aglomeração realizada com o auxílio de uma adaptação de banho de areia com temperatura controlada. A influência da concentração da celulose microcristalina, nos compósitos foi avaliada por MEV, sendo possível a observação de que a maior dispersão ocorre nos filmes de baixas porcentagens de CMC. Para as medidas de infravermelho, com transformado de Fourier, foram observadas as bandas características dos dois materiais e as possíveis relações entre ambos. Nas análises termogravimétricas (TGA) identificou-se que os compósitos possuem boa estabilidade térmica quando comparados ao EPS puro. As medidas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) induzem a acreditar-se que nos compósitos não existe interações químicas entre os materiais. Os ensaios de absorção de água evidenciaram que a quantidade e dispersão de celulose microcristalina na superfície dos compósitos conferem aos materiais uma alta absorção.

O urucuzeiro é uma planta nativa da América Central e do Sul, que ocorre mais frequentemente na espécie Bixa orellana L. Do fruto do urucuzeiro são retiradas as sementes, conhecidas como urucum, em cuja superfície são encontradas a bixina e a norbixina, dois corantes naturais. A norbixina (NBx) classifica-se como um carotenoide de caráter aniônico, de grande interesse científico e tecnológico, porém ainda pouco explorado. Este estudo apresenta como proposta inovadora sugerindo o uso da NBx na formação de filmes finos, preparados pela técnica Layer-by-Layer (LbL) de automontagem. A NBx, um pó vermelho intenso, obtido a partir da hidrólise alcalina da bixina, seguida de precipitação ácida, foi caracterizada pelas técnicas de Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Posteriormente, a NBx foi empregada como agente formador de filme fino, ao ser imobilizada na superfície do eletrodo de ITO para testes eletroquímicos. O filme monocamada de NBx apresentou um comportamento irreversível com o aparecimento de dois processos de oxidação, definidos em +0,57 V e +0,73 V vs ECS. Posteriormente, foram preparados filmes bicamadas onde a NBx foi imobilizada em conjunto com a polianilina (PANI), um polímero condutor. Duas sequencias de deposição foram propostas (ITO/PANI/NBx e ITO/NBx/PANI) e, a as medidas eletroquímicas mostraram que a presença da NBx na estrutura do filme bicamada não inibiu as propriedades condutoras da PANI. O sistema ITO/NBx/PANI foi selecionado para uma sequência de novos testes, na busca por se conhecer melhor o compósito formado. Nestes testes, o filme de NBx/PANI mostrou-se estável, em 25 ciclos de varreduras sucessivas, com processos eletroquímicos governados por transferência de carga. Já os estudos da cinética de formação do filme mostraram que a deposição das bicamadas não ocorre de forma linear. O presente estudo destaca-se por seu caráter inovador uma vez que a literatura não relata o uso da NBx como agente formador de filmes ou mesmo qualquer estudo a respeito de seu comportamento eletroquímico. Desta forma, este estudo cria subsídios para novas aplicações desse material.

O conhecimento sobre fotodegradação de polímeros tem sido reportado com freqüência na literatura, e o uso de aditivos, como por exemplo, os corantes têm sido utilizados para auxiliar o processo de degradação e/ou estabilização dos polímeros.   Uma busca nas bases de dados de artigos e patentes que envolvem o processo de fotodegradação de polímeros na presença de corantes foi realizada. Avaliou-se a fotoquímica do corante, com intuito de estabelecer qual seria a melhor concentração para trabalhar a interação polímero-corante, onde foi escolhida a concentração de 5x10^-6mol L^-1.Os polímeros estudados foram o PEO e PSS na presença do corante catiônico violeta cristal, no qual, a rota sugerida a partir dos resultados da quebra de cadeia e massa molar viscosimétrica para o PEO foi à recombinação e para o PSS a fotooxidação. Sendo que ambos os polímeros sofreram a fotodegradação na presença do corante violeta cristal.

A importância de se obter materiais com melhores propriedades que o polímero puro é uma crescente em todo o mundo. Uma estratégia bastante utilizada para a obtenção de melhores propriedades é o uso de cargas reforçantes em escala nanométrica. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de polipropileno (PP) e montmorilonita organofílica (OMMT), utilizando polipropileno graftizado com anidrido maleico (PP-g-MA) como agente compatibilizante nas concentrações de 3%, 5%, 15% e 22,5% e erucamida como agente co-intercalante nas concentrações de 0,3%, 0,5%, 1% e 1,5%. Os nanocompósitos foram preparados através do método por intercalação no estado fundido em uma extrusora monorosca. A influência das concentrações do compatibilizante e do co-intercalante sobre as propriedades morfológicas e mecânicas dos materiais foram avaliadas por difração de raios X (DRX), microscopia Óptica (M.O.), ensaio de tração e Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados de DRX mostraram que o nível de intercalação e/ou esfoliação é aumentado com a elevação das concentrações dos aditivos, tendo melhores resultados os sistemas com menor e maior percentuais de argila, compatibilizante e co-intercalante. Por M.O. foi observado uma boa dispersão da argila na matriz de PP em todos os sistemas. Os ensaios mecânicos não apontaram aumentos significativos quando aumentou-se a concentração do PP-g-MA e da erucamida. Pelos resultados de FTIR foram observadas as bandas características do material e suas possíveis interações e intercalações.

Nas indústrias são empregados processos de fabricação que visam dar formas e acabamentos em peças e componentes metálicos e, nesses processos, são empregadas ferramentas para cortar, estampar, dobrar e furar. O desuso dessas ferramentas acontece com desgaste de sua fiabilidade. Muitos são os materiais empregados na fabricação de ferramentas de corte, dentre eles estão os aços rápidos m2 que tem alta resistência ao desgaste e alta tenacidade. As ferramentas produzidas desse material podem ser submetidas a tratamentos térmicos e termoquímicos a fim de melhorar ainda mais sua resistência mecânica. A nitretação iônica é um tratamento termoquímico onde um vácuo é gerado dentro de uma câmara e um campo elétrico intenso é aplicado para gerar espécies ativas de plasma em um gás que reagem com a superfície das amostras, produzindo compostos de elevada dureza e resistência ao desgaste. Este trabalho tem por objetivo analisar a melhor temperatura de nitretação aplicada em ferramentas de corte de aço rápido m2 empregadas na fabricação de pregos de construção civil. Para tanto, amostras e ferramentas desse aço foram nitretadas em diferentes temperaturas (400, 450 e 500 °C) e, após isso, foram realizados ensaios de microdureza, dureza, microscopia óptica, difração de raio x (DRX) e aplicação prática das ferramentas tratadas na indústria. Os resultados de microdureza apresentaram aumento de dureza superficial e a microscopia óptica revelou a formação de uma camada de compostos, ambas para os três tratamentos. O ensaio de DRX mostrou a formação, na superfície das amostras, dos nitretos de ferro ε-Fe₃N e γ’-Fe₄N para os três tratamentos. A produção em quilogramas de pregos de dimensões de 2.1/4” x 13 na indústria, por par de ferramentas, aumentou de 300 para 2.550 kg (850%) para o tratamento a 400 °C.

A polianilina (PAni) é um polímero condutor que apresenta aplicação em dispositivos eletrônicos, enquanto que a paligorsquita (PALY) é um argilomineral com grande área superficial aplicado principalmente na remoção de metais pesados e poluentes em meio aquoso. Este trabalho tem como objetivo preparar nanocompósitos de PAni/PALY empregando a técnica de automontagem do tipo layer-by-layer (ou LbL) e investigar as principais aplicações deste novo material. A Pani foi sintetizada por via química em meio alcóolico, já a paligorsquita foi empregada em três condições distintas na formação dos nanocompósito; in natura, lavada e organofilizada. Tanto a PAni quanto a PALY foram caracterizadas por da difratometria de raios-X e espectroscopia vibracional na região do infravermelho. Os filmes foram depositados via técnica LbL em substrato de vidro recoberto com ITO para as caracterizações eletroquímicas empregando a técnica de voltametria cíclica (VC), e em vidro comum para as caracterizações por espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DRX demonstraram que o processo de lavagem da paligorsquita não promovem alteração e sua estrutura, enquanto que a incorporação do surfactante CTAC (Cloreto de Cetil Trimetil Amônio) é observado no espectro FTIR da paligorsquita organofilizada. Os voltamogramas cíclicos demonstraram que a PALY interage com a PAni promovendo modificações nos picos redox característicos do polímero condutor. Os resultados de UV-Vis demonstraram crescimento linear dos filmes LbL, enquanto que as imagens obtidas por MEV demonstraram homogeneidade dos filmes e a presença de grãos confirmando a incorporação da argila nos filmes.

Os polissacarídeos extraídos de algas possuem em sua estrutura grupos sulfatos e hidroxilas que favorecem modificações químicas para obtenção de derivados com potencial aplicação na área biotecnologica e farmacêutica. Este trabalho tem como objetivo modificar o polissacarídeo extraído da macroalga Gracilaria Birdiae por meio de reação com anidrido ftálico. A modificação foi realizada nas razões molares de polímero: anidrido ftálico 1:2 e 1:5 por meio de reação de enxertia. As amostras foram caracterizadas por FT-IR, TG, DSC, UV-VIS. Os resultados comprovaram que houve modificação química. Os derivados foram empregados em ensaios de adsorção com corantes cationicos para avaliação de sua capacidade de adsorção.

A quitosana é um biopolimero natural que apresenta biocompatibilidade, biodegradabilidade, não toxicidade, atividade antimicrobiana e possui baixo custo. A introdução de cadeias hidrofóbicas na molécula de quitosana pode aumentar sua atividade antimicrobiana. O objetivo deste estudo foi investigar os principais anidridos utilizados nas sinteses de novos derivados de quitosana e suas aplicações alem de melhorar a atividade antimicrobiana da quitosana através da reação de N-acilação com os anidridos ftálico (QF's) e malêico (QM's). Os derivados obtidos foram caracterizados por análise elementar, FTIR, análise térmica, TGA-MS e DRX onde foi possível comprovar a modificação química. Os QF’s apresentaram maior efeito antibacteriano contra S. aureus enquanto que os QM’s apresentaram ação melhorada contra S. aureus e E. coli. Ambos não apresentaram atividade contra o protozoário Leishmania amazonensis. Os ensaios com o teste do brometo de 3-[4,5-dimetiltiazol-zil]-2,5- difeniltetrazolio (MTT), indicaram citotoxicidade dos QF’s. Os QM’s se mostraram promissores para aplicações biomédicas visto que aliaram excelente atividade antibacteriana contra cepas gram-positivas e gram-negativas e não apresentaram citotoxicidade. 

O trabalho teve como objetivo estudar a fotodegradação do poliestireno na presença de corante violeta cristal. Foram produzidos filmes contendo o corante nas faixas de concentração 5,0x10^-5 mol.L^-1, 1,0x10^-4 mol.L^-1 e 5,0x10^-4 mol.L^-1 os quais foram irradiados por 150 horas sob luz visível. As análises de espectroscopia no UV-Vis e infravermelhos sugerem que os mesmos sofrem degradação oxidativa.  As amostras contendo violeta cristal na concentração 5,0x10^-5 mol.L^-1, 1,0x10^-4 mol.L^-1 apresentaram melhores resultados no que se refere ao aumento de absorbância na região da carbonila e hidroperóxido. Assim, entende-se que o corante utilizado apresentou-se como fotossensibilizador de poliestireno.

A carbonização hidrotérmica (HTC) é uma técnica que utiliza temperaturas relativamente baixas para converter biomassa em carbono hidrotérmico, um material de alta densidade energética, rico em carbono. Neste trabalho utilizou-se mesocarpo e farelo de coco babaçu como precursores na preparação de materiais carbonáceos nanoestruturados via HTC, para verificar suas aplicações na adsorção de óleos em meios aquosos. Os parâmetros de carbonização foram: temperaturas de 180, 200 e 220 °C; tempos de residência de 4, 48 e 120 h e pH de 1, 3 e 6. As analises por FTIR, Raman e BET revelaram um material carbonizado de superfície mesoporosa.

O presente trabalho consiste na investigação das propriedades optoeletrônicas do polímero semicondutor: Poli [9,9’-bis-(3’-(t-butilpropanoato)) fluoreno-co-4,7-(2,1,3-benzotiadiazol)] (PFeBT). Este polímero possui em sua estrutura espécies doadoras (fluoreno) e aceitadoras (benzotiadiazol) de elétrons, e essa estrutura quando aplicada em dispositivos fotovoltaicos como camada ativa garante uma melhor separação de cargas fotogeradas, melhorando assim a fotocorrente, que é o principal fator limitante para o desempenho do dispositivo. A utilização dessa classe de polímeros para construção de dispositivos fotovoltaicos surge como uma alternativa na melhora da eficiência dos dispositivos monocamada, pois sua própria estrutura age como segmento doador e aceitador, assim como nas bicamadas ou heterojuncão de volume.

Com o agravamento dos problemas socioambientais decorrentes da destinação inadequada de resíduos sólidos urbanos, estimulou-se a integração dessa temática nos debates sobre saneamento no mundo (Mandarino, 2002). O objetivo deste trabalho é fornecer um diagnóstico da atual situação dos resíduos da construção civil em Teresina-PI. Com base em uma análise da literatura e estimatimas fornecidas por uma entrevista estruturada aos orgãos competentes públicos e particulares. Com isso fornecer subsídios que venham a contribuir para o desenvolvimento de soluções adequadas para a gestão desses resíduos e estimular a ciência a desenvolver novas tecnologias para reciclagem dos resíduos da construção civil

O tungstato de bário (BaWO4) é um importante material cerâmico da família das scheelitas o qual apresenta aplicações em dispositivos fotoluminescentes, como cintiladores, diodos emissores de luz (LEDs), lasers do estado sólido, entre outros, destacando-se como matriz hospedeira para íons lantanídeos, por apresentar estabilidades química e mecânica. Neste trabalho, foi realizada a síntese do BaWO4 puro e dopado com os íons Ho3+, nas proporções nominais de 1 e 2%, com o intuito de compreender a influência do íons dopante sobre a estrutura e propriedade de fotoluminescência destes materiais. Os pós de Ba1-xHo2x/3WO4 (x= 0; 0,01; 0,02) foram obtidos por coprecipitação e caracterizados por Difração e Fluorescência de Raios X, Espectroscopias Raman, na Região do Infravermelho, de Absorção na Região do Ultravioleta Visível, Microscopia Eletrônica de Varredura, Mapeamento de Elementos e Espectroscopia de Fotoluminescência. As análises de DRX e Espectroscopia Raman revelaram ordenamento cristalino destes materiais. A morfologia destes materiais foi caracterizada pela presença de grãos octaédricos com distribuição heterogênea do tamanho das partículas. Uma banda centrada em 475 nm foi identificada para a amostra de BaWO4 sob excitação de 350,7  nm no espectro de fotoluminescência. Com a dopagem deste óxido, houve redução significativa do valor do gap ótico e transições características de emissão dos íons Ho3+ (transições f-f) foram identificados. 

Este trabalho está dividido em dois artigos. O primeiro corresponde a uma revisão bibliográfica sobre a Polianilina, síntese aplicações recentes. O segundo artigo, ao estudo baseado na síntese de um novo material, derivado da polimerização da anilina com a melamina, a fim de produzir um copolímero com características dos dois monômeros. Propôs-se então, condições para que a reação de copolimerização ocorresse de tal forma que a Melamina foi submetida à reação de modificação, a metiolação, a fim de torná-la solúvel em solventes orgânicos, como álcool etílico. A partir do produto obtido, da trimetilolmelamina, foi possível iniciar o processo de polimerização de dois compostos. A reação de copolimerização deu-se a partir de mudanças de tempo de reação, de pH e de temperatura, onde obteve-se produtos com características semelhantes a de polianilina. As amostras foram submetidas às análises de FT-IR, UV-vis, Raman e MEV, com a finalidade de observar as modificações e semelhanças presentes no copolímero em comparação com a Polianilina Pura (Pani), a melamina e o trimetilolmelamina (TMM). Essas análises mostraram que há semelhança dos copolímeros produzidos com a Pani, em que observou-se, nas análises de FT-IR dos copolímeros, picos correspondentes ao TMM e à Pani, em 1000 cm^-1 e 3440 cm^-1, respectivamente. A análise térmica serviu para demonstrar os principais eventos térmicos associados às diferentes amostras nas temperaturas de degradação através da degradação e da queima dos componentes presentes nas amostras. Nas análises de Impedância Elétrica foi possível observar um aumento do valor de impedância nas duas sínteses dos copolímeros, fato que pode estar associado à alta resistividade do anel melamínico, sendo que o copolímero de Pani/TMM2 demonstrou maior valor de impedância. As análises de FT-IR, MEV, Raman e UV-vis indicam a formação do copolímero. As análises sugerem que características dos polímeros de cada monômero estão presentes no copolímero. Finalmente observou-se em ambos copolímeros características da polimerização concomitante de Polianilina e da Melamina.

Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar blendas de PHB/PEG e bionanocompósitos PHB/PEG/argila bentonita organofílica (CLT) ou vermiculita organofílica (VMT). Concentrações de 1 e 3% de argila foram utilizadas, enquanto a concentração de (PEG) foi fixada em 5%. Os sistemas foram preparados pela técnica de intercalação por solução ou evaporação de solvente. A blenda e os bionanocompósitos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG), calorimetria e por exploratória diferencial (DSC). Quanto à biodegradação a blenda e os bionanocompósitos foram caracterizados por microscopia óptica (MO), por inspeção visual, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por perda de massa. A utilização desses sistemas visou a melhoria no processamento e a compatibilidade dos materiais em busca de novas propriedades e possíveis  aplicações desses filmes em embalagens descartáveis, sendo elas, alimentícias, ou estruturais. Os resultados por DRX da blenda apresentaram deslocamentos mínimos de intensidade em relação à matriz pura de PHB. Já para os bionanocompósitos preparados com a argila VMT, foi observado que as cadeias de PHB foram inseridas efetivamente entre as lamelas da argila, sugerindo um sistema com provável grau de esfoliação/intercalação. Para os sistemas a base de argila CLT, as mudanças na distância interplanar basal foram influenciadas pela variação do percentual de argila. Por FTIR, não foram verificadas mudanças significativas para a blenda e para os bionanocompósitos. A estabilidade térmica dos sistemas variou de acordo com o tipo de argila e, consequentemente, com a estrutura química do sal quaternário de amônio, utilizado. Os resultados por DSC mostraram que não houve variação significativa na temperatura de fusão, corroborando com as análises de TG, havendo aumento do grau de cristalinidade para os sistemas VMT1, VMT3 e CLT3 em relação à matriz de PHB puro. A perda de massa se mostrou crescente para todas as amostras com o passar do tempo de incubação.

Microestruturas unidimensionais de trióxido de molibdênio ortorrômbica (MoO₃) foram sintetizados por meio de acidificação de heptamolibdato de amónio tetra-hidratado, seguida da calcinação. Uma solução do composto precursor, heptamolibdato de amônio tetra-hidratado, foi acidificada até pH 3,5 usando ácido acético glacial diluído, seguida de tratamento hidrotérmico por 150, 180 e 200 °C por 1, 6 e 12h. Em seguida, o composto intermédiario foi sinterizado a 300 °C com variação de tempo de calcinação, por 6 e 12h, para obtenção do MoO₃. Caracterizações por MEV-FEG mostraram a direção de crescimento preferencial. Caracterizações por Infravermelho e Raman mostraram os modos ativos característicos ao trióxido de molibdênio. A espectroscopia de DRX mostrou os picos correspondentes a fase cristalográfica ortorrômbica do trióxido de molibdênio. 

A celulose é o biopolímero mais abundante da natureza, e tem sido alvo de diversas investigações, principalmente através de suas modificações, para melhorar as propriedades já existentes. Assim, este trabalho teve a finalidade de modificar quimicamente a superfície da celulose através da incorporação dos agentes fosfatantes, ácido metafosfórico (Cel-AMF) e o cloroetilfosfato (Cel-ClF), para aplicar na remoção do corante verde brilhante de meio aquoso, avaliando os parâmetros: tempo, pH, temperatura e concentração. Os materiais foram caracterizados utilizando as técnicas de difração de raios-X, infravermelho, ressonância magnética nuclear de ³¹P e termogravimetria, que comprovaram a eficiência da reação. Por meio dos testes de adsorção foi possível determinar que o tempo de equilíbrio foi de 20, 10 e 120 min, para a Cel-pura, Cel-AMF e Cel-ClF, respectivamente, e que nos três casos os dados experimentais são melhor ajustados ao modelo pseudo-segunda ordem. A melhor remoção ocorreu em pH 10, para os três materiais estudados, e aumentou significativamente após a fosfatação da celulose sendo comprovado por a capacidade máxima de adsorção que foi de 46,7, 58,42 e 90,5 mg g^-1 paracelulose pura, 124,9, 144,5 e 150,0 mg g^-1 para a Cel-AMF  e  113,6, 114,2 e 112,1mg g^-1 na Cel-ClF, a 25 ºC, 35 ºC e 45 ºC, respectivamente. Assim, as celuloses modificadas quimicamente apresentaram capacidade de remoção do corante verde brilhante superior à da celulose pura, o que propicia a estes materiais uma aplicabilidade útil.

Nanotubos  de  titanatos  de  sódio  (NaTNTs)  foram  sintetizados  pelo  método hidrotérmico    alcalino,  em  seguida  foram  trocados  ionicamente  seus  íons  Na+ interlamelares  por  íons  Ce4+
em  diferentes  concentrações.  As  amostras  foram caracterizadas  por  DRX,  Raman,  EDS  e  MET.  Foi  confirmado  que  os  íons  Ce4+ substituíram  os íons Na+ nas  interlamelas dos  nanotubos. A  morfologia dos nanotubos de titanatos com íons de Ce4+ interlamelares (CeTNTs) são semelhantes a dos NaTNTs, mais  as  paredes  externas  são  decoradas  com  nanopartículas  de  oxido  de  cério.  A
formação de nanopartículas de óxido de cério ocorre em  solução ácida e é baseada em pequenas espécies de Ce4+ coloidais, que precipitam na superfície dos nanotubos.  Essas informações  sob  como  nanopartículas  crescem  na  superfície  dos  nanotubos  é fundamental  para  simplificar  e  facilitar  a  estratégia  sintética  para  a  produção  de nanotubos  de  titanato  decorados  com  nanopartículas  e/  ou  intercalados  com  íons metálicos.

Neste estudo, um novo material, compósito PANI(CAM) a base de polianilina (PANI) e celulose microcristalina modificada com anidrido maleico (CAM), foi desenvolvido na forma de filmes finos, imobilizados sobre lâminas de ITO, empregando a técnica layer-by-layer (LbL) de automontagem. Para efeitos de comparação, filmes finos de PANI, na ausência da CAM, também foram preparados sob as mesmas condições do compósito de PANI(CAM). A caracterização do compósito PANI(CAM), pela técnica de espectroscopia na região do UV-VIS, mostrou que a CAM atua como um ácido orgânico, promovendo um processo de dopagem secundária da PANI, mostrado pelo aparecimento da banda larga de absorção em 900 nm e confirmado através das medidas de voltametria cíclica, em que foi observado um incremento nos valores de densidade de corrente obtidos para estes filmes quando comparados aos valores encontrados a PANI na ausência de CAM. Estudo do comportamento dos filmes de PANI e PANI(CAM) em diferentes valores de pH revelaram que os filmes do nanocompósito apresentaram atividade eletroativa em pH mais elevados, fato não observado nos filmes de referência (PANI). Testes de estabilidade dos filmes de PANI(CAM) revelaram que três meses após sua fabricação, o perfil eletroquímico observado para os mesmos manteve-se estável, indicando que não houve aceleração do processo de degradação da polianilina decorrente da presença da CAM no filme.

A hidroxiapatia (HAp) vem sendo utilizada há algum tempo na área da saúde para fins de substituição e regeneração óssea, o que se deve à sua semelhança com a fase mineral dos ossos e dentes. Os avanços técnico-científicos alcançados possibilitam o desenvolvimento de biomateriais que contribuam para uma melhoria na qualidade de vida. A HAp destaca-se em muitas aplicações clínicas como: reparo ou aumento do rebordo alveolar, na área de implantodontia e cirurgia bucomaxilo facial, tratamento de tumores, dentre outras. A HAp foi sintetizada por duas rotas de síntese: sendo elas a co-precipitação (HAp/CP) e a hidrotermal (HAp/HD). Posteriomente, fez-se a adsorção da clorexidina (CHX) na HAp, obtendo-se como produtos os biobiocompósitos HAp CP/CHX e HAp HD/CHX. Todas as formas de HAp obtidas, adsorvidas ou não com CHX, foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, IV-TF, MEV, MET, Raman e TG, além do UV-Vis para comprovar a incorporação da droga no material inorgânico, através da concentração da solução. Testes de atividade antimicrobiana foram realizados empregando Cepas de Staphylococcus aureus e Escherichia coli. e os resultados obtidos mostraram um sinergismo entre a HAp associada a CHX, uma vez que a HAp potencializou a ação da CHX. Sendo assim, a HAp associada a CHX surge como um produto promissor para a formação de biocompósitos empregados em implantes com proteção contra infecções, pois na concentração indicada para higienização oral, o biocompósito inibiu todo o crescimento bacteriano.

A busca por materiais ecológicos para minimizar os problemas ambientais tornou-se uma grande preocupação nos últimos anos. O uso de fibras naturais como reforço de vários substitutos sintéticos tem demonstrado um grande potencial para aplicações tecnológicas. Este estudo tem como objetivo desenvolver e caracterizar mecanicamente os compósitos de matriz de polímero, como fibra reforçada com fibras naturais de coco de babaçu epicarpo do estado do Piauí, in natura e após o tratamento químico com NaOH. O efeito do tratamento químico das fibras foi analisado por Microscopia Eletrônica de Varredura. Os compósitos foram preparados pela técnica de “hand lay up”, com concentrações de reforço de fibras de 5, 7,5 e 10 %, e, o seu comportamento mecânico avaliado através das propriedades mecânicas em tração e impacto. A propriedade de sorção de água dos sistemas também foi avaliada. A caracterização morfológica das fibras indica que o tratamento alcalino foi eficaz na remoção de impurezas e tiloses. Os resultados mecânicos indicaram que a rigidez dos compósitos aumenta discretamente com a presença da fibra não sendo significativamente influenciada pelo seu teor e tratamento alcalino. Quanto à cinética de sorção de água compósitos com maiores teores de fibra apresentaram um maior percentual de absorção, tendo o tratamento alcalino reduzido essa característica. A morfologia dos sistemas revelou a impregnação da fibra pela matriz, indicando maior afinidade quando aplicado o tratamento alcalino, mas ainda sendo observada uma fraca interface.

A disposição de resíduos em corpos hídricos está exacerbando os problemas ambientais, o que levou os cientistas a buscar materiais naturais para desenvolver formas mais sustentáveis. Neste trabalho foram usadas duas fontes celulósicas como adsorventes, dois papéis de filtro de marcas diferentes, que foram caracterizadas por DRX e FTIR e confirmaram as bandas e perfil cristalográficos semelhantes à celulose. Com o objetivo de otimizar as melhores condições, vários testes foram realizados, cujo o tempo ideal foi de 180 min e 240 min para a remoção do corante azul e 180 min para ambos os materiais para o corante amarelo, ambos com ajuste linear de pseudo - segunda ordem. Foram feitos ajustes de pH, cuja adsorção máxima ocorreu em pH 2 para ambos os materiais e corantes, e verificada a influência da temperatura e concentração, cuja adsorção máxima ocorreu a 298 K e a capacidade máxima de remoção para o corante azul foi 10,53 mg/g e do corante amarelo 6,34 mg/g.

A preocupação com os resíduos de fármacos presentes no meio ambiente tem sido bastante estudada, uma vez que chegando as estações de tratamento de água podem prejudicar diretamente a população. Como uma possível solução para remoção do fármaco diclofenaco de sódio (DS) do meio aquático foi estudado a interação do mesmo por meio de adsorção com derivados de quitosana. Os derivados obtidos para o estudo foram a quitosana modificada quimicamente com acetilacetona (Qacac) e a quitosana modificada quimicamente com acetilacetona e etilenodiamina (Qacen), ambos na ausência de solventes. Os novos biopolímeros obtidos a partir das modificações foram caracterizados por várias análises. Na análise elementar foi possível verificar uma diminuição da razão C/N após a modificação com acetilacetona e um aumento após a modificação com etilenodiamina, já nas espectroscopias as principais mudanças observadas ocorrem na formação da ligação imina e da presença da carbonila, observadas na região entre 1590-1660 cm^-1 (FTIR) e 160-210 ppm (RMN ¹³C). O material modificado foi aplicado a remoção de diclofenaco de sódio em solução, variando pH e tempo. No estudo da interação do DS com os materiais obtidos, foi determinado que o melhor pH foi 6 e 4, e os parâmetros cinéticos indicaram que os sistemas estabilizaram com 90 e 45 minutos, para Qacac e Qacen, respetivamente, com melhor ajuste linear ao modelo pseudo segunda ordem para ambos os sistemas. Como o material Qacac obteve maior capacidade de remoção do fármaco, foi determinado ainda o efeito da temperatura, onde a capacidade máxima de adsorção foi de 56,08 mg g^-1 a 298K, com pouca variação para as demais temperaturas, sendo estes dados melhor ajustados ao modelo proposto por Langmuir.