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ALAN ÍCARO SOUSA MORAIS
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Desenvolvimento de Biomateriais Microesféricos ou Filamentosos para Aplicação Biomédica
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Orientador : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: 08/10/2021
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A fabricação de materiais multirespostas, inteligentes, tem sido uma alternativa viável na eficiência em processos de regeneração tecidual. Neste contexto, esta tese apresentará a multifuncionalidade das técnicas de eletropulverização e eletrofiação, ramificações da eletrohidrodinâmica, na fabricação de materiais com propriedades multirespostas para aplicações biomédicas. No Capítulo 1, será apresentado uma revisão bibliográfica sobre as técnicas de eletropulverização e eletrofiação, com enfoque no tema de utilização dessas técnicas na área biomédica. No Capítulo 2, será apresentado uma revisão sobre a fabricação de micropartículas poliméricas por eletropulverização na qual discute detalhadamente todos os parâmetros de fabricação e suas aplicações. No Capitulo 3 micropartículas geradoras de oxigênio compostas de Policaprolactona (PCL), Pluronic F-127 e peróxido de cálcio (CPO)foram fabricadas por Eletropulverização para aplicações na engenharia de tecidos. Os resultados mostram que o material obtido possui morfologia esférica (diâmetro de 17,00 ± 0,34 μm), apresentou no estudo biológico realizado em condrócitos de rato boa viabilidade celular e capacidade em liberar oxigênio de forma sustentada por até 7 dias, assim funcionando como uma ferramenta importante para aplicação em engenharia de tecidos. O Capitulo 4 curativoscicatrizantes antibacterianos fibrosos de Policaprolactona e Pluronic F-127 contendo o corante Azul de Metileno comofotossensibilizador foram fabricados por Eletrofiação para serem aplicadas à terapia fotodinâmica. Os curativos fabricados mostraram ótimos resultados antibacterianos quando aplicado com a terapia fotodinâmica (sob luz visível-660 nm). As membranas contendo o corante Azul de metileno demonstraram notável atividade antibacteriana contra a bactéria Gram-positiva Staphylococcus aureus ATCC 25923 com cerca de 99% de inibição. Sugere-se que esta membrana possa ser utilizada no tratamento de UPD e em outras aplicações em áreas resistentes a infecções bacterianas.
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SAMARA CLOTILDES SARAIVA RODRIGUES
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DESENVOLVIMENTO DE FILMES POLIMÉRICOS BIODEGRADÁVEIS A BASE DO AMIDO EXTRAÍDO DO BABAÇU E DE MILHO PARA APLICAÇÃO EM EMBALAGENS DE ALIMENTOS
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Orientador : RENATA BARBOSA
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Data: 24/09/2021
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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.
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RAILSON MACHADO PINTO
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Desenvolvimento e Caracterização de Filmes Autossustentados a Base de Goma Amburana Cearensis como Alternativa para Embalagens Biodegradáveis
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Orientador : CARLA EIRAS
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Data: 31/08/2021
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O desenvolvimento de filmes a base de biopolímeros têm sido uma alternativa em substituição aos materiais sintéticos, principalmente no setor de embalagens, por apresentarem baixo custo de produção e a possibilidade de serem biodegradáveis em diferentes condições. Neste sentido, a Goma Amburana cearensis (GAmb) é um biopolímero interessante a ser utilizado na formação de filmes autossustentados destinados a embalagens, principalmente por ser de fonte natural e biodegradável. Neste projeto, foi realizada a extração da GAmb para o desenvolvimento de filmes autossustentados, produzidos pelo método casting e empregando o glicerol como plastificante. A partir das caracterizações realizadas, o espectro de FTIR da GAmb Isolada indicou que a estrutura do biopolímero é formada principalmente pelo α-L-Arabinofuranose e β-Galactopiranose, sugerindo que a estrutura básica da GAmb seja composta majoritariamente por heteropolissacarídeos arabinogalactano. Os valores de espessura ficaram na faixa de 80µm a 84µm e foi observado que a adição de maiores porcentagens de glicerol nos filmes resultou no aumento do teor de umidade e os valores de solubilidade em água variaram de 33,0% a 49,0%, sendo considerados moderadamente solúveis. Os difratogramas de Raios-X mostraram que os filmes possuem uma característica amorfa, com apenas um pico largo observado em 20º. Os resultados de biodegradação mostraram que é promissor o desenvolvimento de filmes a base de GAmb para futuras aplicações em embalagens biodegradáveis, por causa da rápida biodegradabilidade dos filmes de GAmb. Além disso, os filmes de GAmb e glicerol apresentaram um módulo de elasticidade máximo de 8,51Mpa, transmitância abaixo de 50% e mantiveram-se transparentes. Por fim, os resultados citados anteriormente corroboraram para um potencial uso da goma Amburana cearensis em embalagens biodegradáveis.
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SAMUEL CAMPELO DIAS
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Obtenção e caracterização do biopolímero do resíduo de Annona Muricata para a incorporação em argamassa cimentícia
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Orientador : MARCILIA PINHEIRO DA COSTA
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Data: 31/08/2021
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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.
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LAYANE DE ALMEIDA LIMA E SILVA
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Aspectos da Atividade Antibacteriana do CoMoO4NH2O Sintetizado por Rotas Diferentes
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Orientador : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: 31/08/2021
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O molibdato de cobalto trata-se de um material bastante versátil que tem sido investigado como catalisador, fotocatalisador, capacitor,sensor e bactericida. Entretanto, as propriedades do polimorfo hidratado (H-CoMoO4) têm sido pouco estudadas, pois geralmente é abordado apenas como precursor das fases anidrasα-CoMoO4 e β-CoMoO4. O objetivo deste trabalho consistiu em verificar alguns aspectos da atividade antibacteriana do CoMoO4·nH2Oquando sintetizado por duas técnicas distintas: co-precipitação e hidrotérmica.Molibdato de cobalto puro e dopado com cobre foram sintetizados através do método de co-precipitação, onde se obteve microbastões de comprimento médio aproximado de 2 µm com estrutura cristalina deficiente em molibdêniopara o composto puro, enquanto os cristais dopados com cobre (Co1-xCuxMoO4·nH2O, com x = 0,3; 0,6 e 0,12) tornaram-se gradativamente mais ricas em molibdênio e com maior comprimentomédio à medida que a porcentagem de cobre aumentou. O efeito bactericida do CoMoO4·nH2O em cepas Gram-positivas de S. aureus foi melhor em relação as estirpes de E. coli (Gram-negativa). Porém, um ponto interessante foi que a dopagem com cobre reduziu a capacidade do molibdato de cobalto de inibir o crescimento das cepas de S. aureus e E. coli, proporcionando aumento nos valores da CIM. Empregando a via hidrotérmica assistida por ureia obteve-se nanofolhas que se agregaram formando esferóides micrométricos, com área superficial determinada por BET de 22,7 m² g-1 e ampla distribuição de tamanho de poro (de 10 a 40 nm, média de 30 nm) calculada pelo método NLDFT, capazes de inibir o crescimento das cepas E. coli, S. aureus e principalmente da P. aeruginosa (Gram-negativa) contra a qual o efeito biocida do material foi mais eficiente. Desta forma, microbastões de molibdato de cobalto obtidos via co-preciptação apresentaramm melhor performance frente a bactérias Gram-positivas de S. aureus enquanto os microesferóides de nanofolhas obtidos hidrotermicamente foram mais eficazes na inibição de crescimento de estirpes Gram-negativas de P. aeruginosa.
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AGNELO MORAIS
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Efeito da adição do rejeito de vidro na produção de argamassa cimentícia
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Orientador : JOSE MILTON ELIAS DE MATOS
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Data: 31/08/2021
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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
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KEYLA RAQUEL BATISTA DA SILVA COSTA
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Síntese dos Nanotubos de Titanato de Sódio Modificados com Gálio e Cério e sua Atividade Tóxica em Estudo in Vivo
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Orientador : BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO
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Data: 31/08/2021
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Os nanotubos de titanato de sódio (NaTiNT) foram sintetizados usando o método hidrotérmico, posteriormente, foram realizadas reações de troca de íons nos íons de Na+ presentes nos espaços lamelares dos nanotubos pela intercalação de Ga3+ e/ou Ce4+, revelando a presença de fases como: β-Ga2O3, α-GaOOH e CeO2, provavelmente decorando a superfície dos nanotubos mostrando uma heteroestrutura complexa. Até onde sabemos, estes são os primeiros nanotubos titanatos intercalados com esses dois íons gálio e cério, relatados na literatura. Os processos de troca de íons preservaram a estrutura tubular original dos nanotubos titanatos com mudanças relevantes em seu ambiente de superfície e interlamellar. Sabe-se pelos pesquisadores que os nanotubos titanatos têm baixa toxicidade e biocompatibilidade, e neste estudo os íons foram inseridos Ce4+ e/ou Ga3+ nesses nanotubos, a fim de gerar um biomamaterial com possíveis propriedades anticâncerígenas e antibacterianas, aumentando assim a gama de potenciais aplicações biológicas. A toxicidade dos materiais produzidos foi analisada por meio do teste de Allium cepa e constatou-se que os nanotubos de titanato de gálio apresentaram baixa toxicidade em concentração de até 0,02 mg/mL e os nanotubos de titanato de gálio reutilizados mostraram-se não tóxicos nas seguintes concentrações de 0,02 mg/mL; 0,01 mg/mL e 0,5 mg/mL, provavelmente devido à ausência de íons Na+ residuais nestes nanotubos. Com base nesses resultados, esses nanomateriais são promissores em aplicações futuras de saúde.
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JAIRO DOS SANTOS TRINDADE
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Atividade Bactericida do Compósito Gaze/Quitosana/ZnO
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Orientador : JOSE MILTON ELIAS DE MATOS
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Data: 30/08/2021
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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
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LUCAS ITALO FREITAS PINTO
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Desenvolvimento de Material Híbrido Fe-TiO2/Vermiculita
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Orientador : JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
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Data: 30/08/2021
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Atualmente, busca-se melhorar as propriedades do TiO2, como sua recuperação e/ou rendimento para uma aplicação no processo fotocatalítico. A imobilização do TiO2 em um suporte estável, como é o caso da argila vermiculita (Verm), é alternativa para contribuir na sua recuperação no meio reacional. A dopagem do semicondutor com íons metálicos, como o Fe3+, é uma opção viável para obter-se melhor rendimento fotocatalítico e menores níveis de energia de gap. O presente trabalho tem como objetivo obter materiais híbridos TiO2/Verm com diferentes concentrações de Fe3+ e caracterizá-los as propriedades cristalográficas, morfológica e ópticas. Os híbridos foram sintetizados via sol-gel e calcinado a 400°C. Os difratogramas de difração de raios X mostraram a presença dos picos característicos da Verm e da fase anatase do TiO2. Após a inserção do íon de ferro houve o aumento dos parâmetros de rede “a” e “c” da estrutura cristalina da fase anatase. A análise morfológica evidenciou o TiO2 disperso sobre a Verm e os espectros de espectroscopia por energia dispersiva (EDS) mostraram um aumento da presença de Fe. A análise de adsorção-desorção de N2 pelo método de BET evidenciou o aumento na área de superficial com o aumento da concentração de Fe. Além disso, a adição de Fe provocou um pequeno deslocamento batocrômic. Nos espectros de Refletância Difusa houve uma diminuição na energia de gap do material híbrido (de 3,14 para 2,85 eV) e redução da emissão fotoluminescente. Assim conclui-se que os materiais têm propriedades desejáveis para aplicação fotocatálitica, como maior área superficial e menor energia de gap em relação ao material com ausência de íons de Fe3+.
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YÁSCARA LOPES DE OLIVEIRA
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Investigação estrutural, morfológica, óptica, propriedades colorimétricas e supercapacitoras dos cristais de NiWO4 e CoWO4 preparados pelo método de coprecipitação e precursores poliméricos
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Data: 30/07/2021
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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 (10Ag e 8Bg) e 7 modos vibracionais infravermelho-ativo (4Au e 3Bu) 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.
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ELTON MARKS DE ARAUJO BRAZ
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Desenvolvimento de Biomateriais para o Tratamento de Leishmaniose Cutânea
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Orientador : DURCILENE ALVES DA SILVA
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Data: 22/07/2021
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As doenças infecciosas causadas por protozoários do gênero Leishmania continuam sendo um grave problema de saúde pública e que vem causando enormes problemas socioeconômicos, o que reforça a grande necessidade do desenvolvimento de novas substâncias. Os polissacarídeos são candidatos promissores para servir como alternativa para resolver esses problemas. Nesse sentido, desenvolveu-se um material através de uma reação de modificação na estrutura da goma extraída da planta Sterculia striata para atuar como agente antimicrobiano e antiparasitário e desenvolveu-se uma nova membrana à base de quitosana/colágeno carregada com 2,3-dihidrobenzofurano(DHB) para ser usada no tratamento da Leishmaniose cutânea. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados e foi possível comprovar o sucesso da modificação química da goma assim como foi comprovado que a nova membrana estava carregada com DHB. Os ensaios de toxicidade mostraram que os materiais desenvolvidos apresentaram biocompatibilidade. A modificação da goma levou a um aumento da atividade antioxidante, com excelente atividade antibacteriana e efeito inibitório acima de 70% contra L. amazonensis enquanto que a nova membrana mostrou excelentes resultados na inibição de crescimento de L. amazonensis inclusive superiores aos da Anfotericina B, ao mesmo tempo em que os teste de cicatrização revelaram que a membrana possui um ambiente adequado para proliferação e crescimento celular. Portanto, os materiais desenvolvidos se mostraram fortes candidatos para o uso como agente antimicrobiano e antiparasitário em aplicações biomédicas.
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EVÂNIA CARVALHO DOS SANTOS
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Obtenção de Hidrogel a Partir do Polímero Melamina-Formaldeído-Sílica Aplicado na Remoção de Poluentes
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Orientador : JOSE RIBEIRO DOS SANTOS JUNIOR
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Data: 08/07/2021
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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.
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MONALISA DE ALENCAR LUCENA
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OBTENÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO POTENCIAL TECNOLÓGICO, FUNCIONAL E BIOLÓGICO DO EXOPOLISSACARÍDEO DE GRÃOS DE KEFIR DE ÁGUA
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Orientador : MARCILIA PINHEIRO DA COSTA
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Data: 13/05/2021
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Os grãos de kefir de água consistem em uma associação simbiótica de microrganismos, os quais estão envoltos por uma matriz polissacarídica denominada exopolissacarídeo microbiano (EPS), o qual possui inúmeras propriedades biológicas e funcionais. Tendo em vista o potencial desse biomaterial e a pouca disponibilidade de estudos semelhantes na literatura, o presente trabalho tem como objetivo otimizar a produção e caracterizar o EPS obtido dos grãos de kefir de água, além de avaliar suas propriedades funcionais e biológicas. Os grãos de kefir, cultivados em água e açúcar mascavo, foram submetidos a processos de extração do EPS em água e NaOH. Foi realizada a caracterização por meio da análise dos parâmetros físico-químicos (pH e condutividade), pela determinação do peso molecular, estimativa do teor de proteínas, análise de monossacarídeos por cromatografia gasosa com detector por ionização de chama (GC-FID), por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG), potencial zeta (ζ) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram avaliadas as propriedades funcionais (capacidade emulsificante, de absorção de água e de formação de espuma, solubilidade em água, índice de intumescimento e capacidade de formação de filme), a fotoestabilidade e mucoadesividade, bem como os ensaios biológicos (atividade antimicrobiana, citotoxicidade, hemocompatibilidade e controle microbiológico). A caracterização do polímero permitiu inferir que o EPS obtido dos grãos de kefir de água refere-se ao dextrano, pois mostrou ser um homopolissacarídeo composto por unidades de glicose e apresentou grupos funcionais característicos, semicristalinidade, estrutura rugosa e alta estabilidade térmica, com degradação térmica máxima a 250 °C. Além disso, o EPS apresentou excelentes propriedades emulsificantes, apesar da baixa estabilidade em dispersões. Foi observado ainda que o EPS apresentou baixa taxa de fotodegradação (3,8%) e excelentes propriedades mucoadesivas (Fmáx de adesão de 1,065N em mucosa porcina). Mostrou-se atóxico, hemocompatível e com alta estabilidade frente a deterioração microbiana, o que reforça sua potencial aplicação nas áreas farmacêutica, biomédica, alimentícia e cosmética.
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MAURYCYO SILVA GERONÇO
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Avaliação do potencial de galactomananas de sementes: caracterização, fotoestabilidade, propriedades tecnológicas, reológicas e mucoadesivas
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Orientador : MARCILIA PINHEIRO DA COSTA
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Data: 30/03/2021
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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.
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IGOR FREDERICO DA SILVEIRA RAMOS
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Obtenção e caracterização da mucilagem de chia (Salvia hispanica L) para aplicações biomédicas
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Orientador : ALESSANDRA BRAGA RIBEIRO
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Data: 19/03/2021
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Pertencente à família Lamiaceae, a chia (Salvia hispanica L.) é uma planta herbácea nativa do México e Guatemala. Suas sementes são, ricas em óleo, fibras, proteínas de alto valor biológico. A mucilagem da semente de chia (MChS) é constituída de um heteropolissacarídeo aniônico (0,8 a 2 x 106 Da) formado, principalmente, por 3 frações compostas de D-xilose, D-glicose e 4-O-metil-α-ácido-D-glicourônico, na proporção de 2:1:1. Diversas investigações têm focado no estudo das propriedades intrínsecas e aplicações da mucilagem de chia. Este derivado de planta tem propriedades como alta ligação em água, modificador de textura e agentes emulsificantes, gelificantes e encapsulantes. Deste modo, este trabalho teve por objetivos avaliar o emprego da mucilagem de chia nos mais diversos campos industriais bem como verificar novas propriedades (fotoestabilidade, citocompatibilidade e mucoadesão) além de avaliar seus atributos físico-qumicos, químicos, biológicos e tecnológicos para expandir suas aplicações na área biológica. Dessa maneira, o presente estudo teve por objetivo estudar as propriedades de fotoestabilidade, citocompatibilidade e mucoadesão da mucilagem obtida de sementes de chia.
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SAMUEL JÔNATAS DE CASTRO LOPES
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EVIDÊNCIA DE FERROMAGNETISMO EM NANOPARTÍCULAS DE ZNO PURO E DOPADO COM Fe: INFLUÊNCIA DO pH
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Data: 16/03/2021
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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 Zn1-zFezO, (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.
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LUCAS RAFAEL CARNEIRO DA SILVA
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DESENVOLVIMENTO DE FILMES À BASE DE POLI(ÁCIDO LÁCTICO) E ARGILA ORGANOFÍLICA COM A INCORPORAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL DE ORÉGANO PARA EMBALAGEM DE ALIMENTOS
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Orientador : RENATA BARBOSA
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Data: 04/03/2021
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Os polímeros obtidos a partir de recursos renováveis despertaram um interesse crescente nos últimos anos em razão, principalmente, de questões ambientais, sendo o Poli(Ácido Láctico) (PLA) considerado um dos polímeros mais promissores para diversas aplicações. No entanto, os filmes desenvolvidos à base apenas de PLA dispõem de muitas limitações, como a baixa barreira a gases, ductilidade, tenacidade e a ausência de atividade contra os microrganismos (bactérias e fungos), e para superara-las à incorporação de argila na matriz tem se mostrado eficiente, bem como, de óleos essenciais. Em especial, a argila organofílica comercial Cloisite 30B (C30B) tem sido bastante utilizada nos trabalhos científicos para melhorar as propriedades de matrizes biodegradáveis, como a de PLA, Poli(ε-Caprolactona) (PCL) e Polihidroxibutirato (PHB) e, particularmente, o desenvolvimento de filmes antimicrobianos com a incorporação de Óleo Essencial de Orégano (OEO) têm atraído grande atenção da indústria alimentícia. Diante do exposto, neste trabalho foram desenvolvidos, via moldagem por compressão, filmes de PLA Puro, PLA/C30B (2, 4 e 6% de C30B) e PLA/C30B/OEO (2, 4 e 6% de C30B e OEO) e, posteriormente, caracterizados por: avaliação visual, espessura, teor de umidade, microscopia óptica (MO), FTIR, TG, barreira à luz visível (transmitância) e ensaio antimicrobiano in vitro. A análise por avaliação visual, de modo geral, indicou que os filmes mostraram um bom acabamento superficial, e através da espessura média dos filmes foi observada uma variação entre 0,15–0,19 mm e que com a incorporação de OEO aos filmes de nanocompósitos ocorreu uma maior redução de espessura em comparação a incorporação de C30B. O teor de umidade sofreu um aumento com a incorporação de C30B e OEO. As micrografias ópticas indicaram uma morfologia com uma boa distribuição de partículas de argila na matriz, no entanto, o efeito da incorporação de OEO aos filmes de nanocompósitos não ficou evidente. Por FTIR foi confirmada a incorporação de OEO aos filmes. As curvas termogravimétricas indicaram que a incorporação de C30B e OEO não influenciou significativamente a estabilidade térmica dos filmes e após o processamento mais de 70% de OEO permaneceu retido nos filmes. A transparência dos filmes de nanocompósitos aumentou com a incorporação de OEO, enquanto os filmes com a argila C30B apresentaram uma maior opacidade. Apesar da pouca inibição dos filmes de PLA/C30B contra a S. aureus, os resultados exibiram que as partículas de argila podem ser incorporadas na matriz de PLA como um antimicrobiano para fornecer propriedades funcionais, e em relação a incorporação de OEO foi observado que não houve uma atividade antimicrobiana eficiente devido à baixa difusão de compostos ativos do OEO para o meio de cultura. É indispensável a realização de mais estudos para analisar a atividade antimicrobiana dos filmes em função do teor de OEO e C30B. A combinação entre a argila C30B e o OEO na matriz de PLA para embalagem é uma proposta promissora, mas outras análises devem ser realizadas para uma melhor compreensão do desempenho dos filmes.
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RAIMUNDO MIGUEL DA SILVA JUNIOR
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DESENVOLVIMENTO E AVALIACÃO DE BLENDAS DE PVA/PEG E SCAFFOLDS DE PVA/PEG/NBx/HA PARA REGENERAÇÃO TECIDUAL
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Orientador : DURCILENE ALVES DA SILVA
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Data: 29/01/2021
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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.
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ANA CAROLINA LEMOS DE MORAIS
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DESENVOLVIMENTO DE FILMES A BASE DE POLI (ÁCIDO LÁCTICO) (PLA) E PROTEÍNAS ISOLADA DE SOJA PARA APLICAÇÕES EM EMBALAGENS ALIMENTÍCIAS
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Orientador : TATIANNY SOARES ALVES
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Data: 12/01/2021
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Com o agravamento dos problemas ambientas causados pela má gestão de resíduos sólidos, e em especial de materiais plásticos, os polímeros biodegradáveis vêm recebendo destaque por ampliar as possibilidades de minimizar o impacto ambiental. Diante da demanda urgente por produtos sustentáveis o presente trabalho teve como objetivo desenvolver filmes a base de poli (ácido láctico) (PLA), proteína isolada de soja (PSI) e glicerol, por meio do processo de extrusão plana como potencial substitutos de polímeros derivados do petróleo aplicados em embalagens alimentícias. Os filmes foram produzidos em cinco diferentes formulações: a matriz pura de PLA como filme controle; PLA com 3 e 5 % da proteína isolada de soja, identificados como PLA3% e PLA5%, respectivamente; PLA com 3 e 5 % da proteína isolada de soja com o acréscimo de 1,5 % de glicerol, identificados como PLAg3% e PLAg5%, respectivamente. Os filmes foram caracterizados via termogravimetria, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espessura, transmitância por UV-vis, Microscopia Eletronica de Varredura (MEV), ângulo de contato e propriedade mecânica. A termogravimetria indicou que todos os filmes tiveram comportomento semelhante a matriz, porém a incorporação da proteína isolada de soja e do glicerol reduziu a temperatura de degradação dos filmes,. O resultado de FTIR indicou que os sistemas não apresentaram interações químicas entre seus componentes. A espessura dos filmes foi alterada em função da adição do glicerol. Por UV-Vis foi possível observar a incorporação de 3% e 5% de proteína isolada de soja fez com que houvesse uma redução de aproximadamente 50% de transmitancia e a inclusão do glicerol atuou numa melhor dispersão da carga fazendo a transmitancia reduzisse mais que 60 % de transmitância. As micrografias revelaram superfícies lisas para o filme de PLA puro, e, em contrapartida, os filmes contendo proteína de soja apresentaram a formação de aglomerados na superfície, mesmo com a inserção do glicerol. O PLA puro pode ser considerado hidrofóbico, e os demais sistemas foram classificados como hidrofílicos pelo ângulo de contato. Mecanicamente, sob tração, os sistemas PLA3% e PLA5% apresentaram um comportamento inferior à matriz pura frente a resistência a tração e elongação, o sistema PLAg5% se destacou por apresentar os resultados melhores para resistencia a tração e módulo de Young por ter valores maiores que o sistema de PLA puro. O balanço de todas estas propriedades aponta para a viabilidade de utilização dos sistemas em embalagens alimentícias.
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