Chondroitin sulfate (CS) is used to manufacture a clickable reagent for a rapid, solvent-free synthesis of chondroitin sulfate-polyethylene glycol (CS-PEG) hydrogels. Furthermore, different multi-arm PEGs are used to produce cross-linked copolymers with suitable and tunable properties easily prepared by norbornene-tetrazine click methodology. Structural characterizations were performed to confirm the CS modification and the structure of the final material. Gelation time and Young's modulus are measured, varying the arm's number and multi-arm PEG's chain size. Moreover, the cell viability was investigated by adhesion test with murine fibroblast cell line. To demonstrating the capability of this strategy, different hydrogels are fabricated in a few minutes with mechanical and biological controlled properties for future skin tissue engineering applications.

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.

Polímeros naturais e sintéticos têm sido utilizados nodesenvolvimento de compósitos para diversas aplicações, incluindo o uso comobiomateriais e templates na áreaambiental. Esta tese apresentará a multifuncionalidade de polímeros para estasaplicações. Nos capítulos 1 a 3 serão abordados a aplicação de polímerossintéticos no desenvolvimento de filamentos para área biomédica, em especial naprototipagem rápida, também conhecida como impressão 3D. Nos capítulos 4 a 6será apresentado o uso de polímeros naturais como template no desenvolvimento de materiais para aplicação ambiental.Dentre os polímeros sintéticos está a Policaprolactona (PCL), um poliésterbiodegradável, bioinerte e que possui excelentes propriedades mecânicas e baixoponto de fusão, o que permite a fácil moldagem por meio da prototipagem rápidacomo impressão 3D. No intuito de melhorar a bioatividade e propriedadesosteogênicas da PCL, estratégias como revestimentos ou a adição de cargasinorgânicas, tais como nano-hidroxiapatita (nHap) e Laponita® (Lap)foram investigados. A revisão sobre filamentos para obtenção de biomateriais emimpressão 3D é discutida no Capítulo 1 de revisão. No capítulo 2, seráapresentado a obtenção de filamentosnanocompósitos contendo PCL:nHaP:Lap (89:10:1 m/m) por meio de extrusão. Osresultados mostraram que o material (diâmetro de 1,79 ± 0,17 mm) apresentou boadispersão de nHap e Lap na matriz polimérica, enquanto os ensaios de toxicidadeem bulbos de Allium cepa eviabilidade em células L929 comprovaram a inexistência de efeitos citotóxicos.O capítulo 3 apresenta a obtenção de filamentos utilizando caneta comercial queimprime em 3D e revestidos com Gelatina Metacrilada - GelMa (10% m/v), apóstratamento com plasma de O2(PCLOX-G). O filamento apresentoudiâmetro condizente com a classificação 3-0 para suturas cirúrgicas de acordocom a NBR 13904/2003 e resistência mecânica satisfatória (878.8 Mpa). PCLOX- Gmostrou degradabilidade em 21 dias e maior hidrofilicidade em relação ao PCL.Além disso, o material demonstrou plasticidade positiva e não interferiu naviabilidade de células-tronco mesenquimais. No capitulo 4, será abordado o usode polímeros naturais como a gomas Arábica e Karaya para obtenção de materiaiscom aplicação em sistemas de remediação de água, em especial na fotocatálise.No capítulo 5 apresenta a aplicação de dióxido de titânio sintetizado napresença de gomas para a fotodegradação do azul de metileno sob luz visível. Osmateriais mesoporosos obtiveram elevada área superficial, com o valor de band gap 2,99 eV. A morfologia,estrutura do material foi investigada assim como o mecanismo de degradação. Nocapitulo 6, é apresentado  a  obtenção de ZnO na presença das gomas em meioácido e meio básico. As propriedades ópticas demonstram um band gap de 2.97 eV e bandas de emissão associadas à presença dedefeitos. O radical a hidroxila foi a principal espécie envolvida das reaçõesfotocatalíticas. Em todos os ensaios fotocatalíticos, a solução degradada nãoapresentou toxicidade  nos bioensaios comArtemia salina sugerindo que osmateriais são promissores para remoção de contaminante. Portanto, amultifuncionalidade do uso de polímeros no desenvolvimento de materiais na áreabiomédica por filamentos para impressão para impressão 3D e seu uso de template na síntese para remediaçãoambiental foram bastantes promissores.

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 (Resíduo natural - RMNAT) e 197,3; 253,5 e 418, 6 mg g^-1 (Resíduo calcinado - RMC72), para as temperaturas de 25 ºC, 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.