Química
http://hdl.handle.net/10183/50
2024-03-29T04:34:25ZObtenção e caracterização de nanocompósitos de resina epoxídica utilizando montmorilonita e nanotubos de dióxido de titânio
http://hdl.handle.net/10183/274298
Obtenção e caracterização de nanocompósitos de resina epoxídica utilizando montmorilonita e nanotubos de dióxido de titânio
Souza, Virgínia Serra de
As resinas epoxídicas são polímeros termorrígidos, amplamente usados para aplicações adesivas e estruturais. Resinas epoxídicas líquidas com cadeias lineares são convertidas durante a reação de reticulação em um sistema de ligações cruzadas, tornando o material termorrígido. Tais reações químicas causam uma mudança no estado físico da resina, partindo de um líquido viscoso passando por um gel e chegando a um material vitrificado. As resinas epoxídicas são de fácil processamento antes da reticulação completa, e apresentam excelentes propriedades após a reticulação, tais como alta tensão de ruptura e módulo de Young, elevadas resistência térmica, química e estabilidade dimensional. A incorporação de nanoestruturas em polímeros termoplásticos ou termorrígidos visa aumentar sua resistência a oxidação e térmica, propriedades mecânicas e reduzir sua flamabilidade, formando assim um nanocompósito. Neste trabalho, a argila montmorilonita Cloisite® 30B (3% e 5% em peso) e nanotubos de dióxido de titânio (2% em peso) foram incorporados em um sistema epoxídico comercial, com o objetivo de otimizar suas propriedades térmicas e mecânicas em relação à resina pura. Os valores de entalpia de reação de reticulação, obtidos por MDSC, apresentaram uma diminuição com a adição das nanocargas em todos os sistemas estudados, sugerindo que a adição de nanocargas dificulta a reticulação do sistema epoxídico. As análises termogravimétricas de todos os sistemas mostraram que a decomposição térmica ocorreu em um único estágio. Além disso, observou-se um aumento na estabilidade térmica dos nanocompósitos com MMT preparados sob diferentes tempos de agitação mecânica, porém nos sistemas empregando diferentes tempos de agitação com o banho ultra-sônico não foi observada uma alteração significativa. Maiores velocidades de agitação utilizadas na dispersão da MMT ou dos nanotubos de Titania na resina epoxídica aumentaram a estabilidade térmica da matriz. Os valores de Tg dos nanocompósitos com MMT preparados com maiores tempos de agitação mecânica sob banho ultra-sônico mostraram ser ligeiramente maiores que o encontrado para o sistema epóxi puro, porém nos nanocompósitos preparados sem banho ultra-sônico houve uma diminuição da Tg com a adição da MMT. Entretanto, os nanocompósitos de MMT ou de nanotubos de TiO2, preparados com diferentes velocidades de agitação e sob banho ultra-sônico, demonstraram uma diminuição em suas Tg. Finalmente, todos os nanocompósitos obtidos apresentaram uma diminuição em suas propriedades dinâmico-mecânicas, fato este que pode estar relacionado à menor densidade de ligações cruzadas.
2010-01-01T00:00:00ZPartículas bioinorgânicas metal-proteína, com ação antimicrobiana, incorporadas em filmes de caseína para aplicação em doenças de pele canina
http://hdl.handle.net/10183/274091
Partículas bioinorgânicas metal-proteína, com ação antimicrobiana, incorporadas em filmes de caseína para aplicação em doenças de pele canina
Medeiros, Leonardo Ferreira
Este estudo teve como objetivo central a produção de partículas modificadas pela conjugação de metais com as proteínas albumina e caseína, visando sua aplicação contra as bactérias patogênicas, Staphylococcus pseudintermedius e Enterococcus faecalis, causadoras de feridas de pele. As partículas foram sintetizadas pela adição de precursor de ferro e zinco às proteínas e o sistema foi mantido sob forte agitação por 24 h a temperatura ambiente. As partículas foram caracterizadas por meio de espectroscopia de fluorescência, infravermelho, análise de diâmetro hidrodinâmico, potencial zeta e microscopia de força atômica. E sua atividade antimicrobiana foi testada frente as bactérias acima citadas. As análises de infravermelho e fluorescência indicaram alterações conformacionais nas proteínas e interações específicas entre proteína e metal, influenciadas pelo pH e concentração do precursor metálico. As partículas de zinco modificadas com ambas proteínas exibiram efeito antibacteriano (100%) em concentrações baixas (a partir de 5mM) contra S. pseudintermedius, em 24 h de contato. Para E. faecalis, foi observada uma atividade antimicrobiana de 99% para concentrações maiores que 50 mM e 150 mM para partículas com caseína e albumina, respectivamente. Com relação às partículas de ferro modificadas, verificou-se atividade contra S. pseudintermedius acima de 99% para concentrações acima de 50mM para partículas com albumina. Bem como, uma atividade acima de 90% para concentrações maiores que 400 mM, quando com caseína. Posteriormente, foram sintetizados filmes de caseína contendo as partículas de zinco modificadas incorporadas ao mesmo. Observou-se os filmes modificados apresentaram alta taxa de absorção de água e eficácia antimicrobiana (92%) contra S. pseudintermedius em 48h para os filmes contendo as partículas modificadas com 150 mM de zinco em pH 7,0. Destaca-se o alcance dos objetivos propostos, a síntese de materiais inovadores com possibilidade de uso para tratamento de doenças de pele.; This study aimed at the central production of particles modified by the conjugation of metals with the proteins albumin and casein, with the purpose of their application against pathogenic bacteria, Staphylococcus pseudintermedius, and Enterococcus faecalis, which cause skin wounds. The particles were synthesized by adding iron and zinc precursors to the proteins, and the system was kept under strong agitation for 24 hours at room temperature. The particles were characterized using fluorescence spectroscopy, infrared analysis, hydrodynamic diameter analysis, zeta potential, and atomic force microscopy. Their antimicrobial activity was tested against the mentioned bacteria. Infrared and fluorescence analyses indicated conformational changes in the proteins and specific interactions between protein and metal, influenced by pH and metal precursor concentration. Zinc particles modified with both proteins exhibited antibacterial effects (100%) at low concentrations (starting from 5mM) against S. pseudintermedius within 24 hours of contact. For E. faecalis, antimicrobial activity of 99% was observed for concentrations higher than 50mM and 150mM for particles with casein and albumin, respectively. Regarding modified iron particles, activity against S. pseudintermedius was above 99% for concentrations above 50mM for particles with albumin. Additionally, an activity above 90% was observed for concentrations higher than 400 mM when using casein. Subsequently, casein films containing the modified zinc particles were synthesized. The modified films showed a high water absorption rate and antimicrobial efficacy (92%) against S. pseudintermedius in 48 hours for films containing particles modified with 150mM of zinc at pH 7.0. The achievement of the proposed objectives is noteworthy, involving the synthesis of innovative materials with the potential for use in the treatment of skin diseases.
2024-01-01T00:00:00ZFilmes de nanocompósitos de polipirrol e nanotubos de carbono : síntese e caracterização visando aplicação em sensores eletroquímicos
http://hdl.handle.net/10183/274089
Filmes de nanocompósitos de polipirrol e nanotubos de carbono : síntese e caracterização visando aplicação em sensores eletroquímicos
Manica, Luiza de Mattos
Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar filmes de nanocompósito de polipirrol e nanotubos de carbono, para posteriormente testar sua aplicação como sensor eletroquímico utilizando ácido ascórbico (AA) como molécula eletroativa modelo. Os filmes foram sintetizados pela técnica de voltametria cíclica, variando-se a composição reacional através da presença dos dopantes índigo carmim (IC) e dodecil sulfato (DS), e dos nanotubos de carbono não funcionalizados (NTC) e funcionalizados com tratamento ácido (NTCf), sendo obtidos quatro filmes diferentes: Polipirrol dopado com índigo carmim e dodecil sulfato (PPI-IC-DS), polipirrol dopado com índigo carmim e dodecil sulfato, contendo nanotubos de carbono não funcionalizados (PPI-IC-DS-NTC), polipirrol dopado com índigo carmim, dodecil sulfato e nanotubos de carbono funcionalizados (PPI-IC-DS-NTCf), e polipirrol dopado apenas com nanotubos de carbono funcionalizados (PPI-NTCf). Os filmes foram caracterizados pelas técnicas de voltametria cíclica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia ultravioleta-visível e espectroscopia Raman. A funcionalização dos nanotubos de carbono foi evidenciada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, adicionalmente, verificou-se o efeito da funcionalização na eficiência destes como dopantes do PPI. Os filmes apresentaram morfologia e características eletroquímicas distintas, sendo que a presença dos dopantes IC e DS favorecem a formação de uma morfologia globular, enquanto os NTCf, na ausência de IC e DS favorecem a formação de estruturas alongadas. Adicionalmente, de acordo com a caracterização por espectroscopia Raman, o filme contendo apenas NTCf apresentou uma elevada densidade de polarons em sua estrutura, tornando estes materiais interessantes para imobilização de enzimas em ambiente com pH acima do seu ponto isoelétrico; sendo o filme que também apresentou o menor comportamento capacitivo nas VCs. Por fim, o filme PPI-NTCf se destacou como sensor eletroquímico para detecção de AA devido seu efeito catalítico no potencial de oxidação do AA, apresentando limite de detecção de 14,6 μmol.L-1, para um intervalo de concentrações de 50 à 600 μmol.L-1.; This work aimed to synthesize and characterize films of polypyrrole and carbon nanotubes nanocomposite, to later test their application as an electrochemical sensor using ascorbic acid (AA) as the electroactive molecule model. The films were synthesized using the cyclic voltammetry technique, varying the reaction composition by introducing the dopants indigo carmine (IC) and dodecyl sulfate (DS), as well as non-functionalized carbon nanotubes (NTC) and functionalized carbon nanotubes (NTCf). Four different films were obtained: Polypyrrole doped with indigo carmine and dodecyl sulfate (PPI-IC-DS), polypyrrole doped with indigo carmine and dodecyl sulfate with non-functionalized carbon nanotubes (PPI-IC-DS-NTC), polypyrrole doped with indigo carmine, dodecyl sulfate, and acid-treated functionalized carbon nanotubes (PPI-IC-DS-NTCf), and polypyrrole doped with functionalized carbon nanotubes (PPI-NTCf). The films were characterized using cyclic voltammetry, scanning electron microscopy, UV-Visible spectroscopy, and Raman spectroscopy techniques. The functionalization of carbon nanotubes was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy, and the effect of functionalization on their efficiency as dopants for PPI. The films exhibited distinct morphologies and electrochemical characteristics, with the presence of IC and DS favoring the formation of a globular morphology, while NTCf, in the absence of IC and DS favoring the formation of elongated structures. Additionally, according to Raman spectroscopy characterization, the film containing only NTCf showed a high density of polarons in its structure, making these materials interesting for enzyme immobilization in environments with pH above their isoelectric point. This film also exhibited the lowest capacitive behavior in CVs. Finally, the PPI-NTCf film stood out as an electrochemical sensor for AA detection due to its catalytic effect on the oxidation potential of AA, with a detection limit of 14.6 μmol.L-1 for a concentration range from 50 to 600 μmol.L-1.
2023-01-01T00:00:00ZUma versão aprimorada do algoritmo de projeções sucessivas para seleção de variáveis em regressão linear múltipla
http://hdl.handle.net/10183/274079
Uma versão aprimorada do algoritmo de projeções sucessivas para seleção de variáveis em regressão linear múltipla
Canova, Luciana dos Santos
O algoritmo de Projeções Sucessivas (APS), também conhecido em inglês como SPA, foi desenvolvido com o propósito de selecionar um subconjunto de variáveis informativas e minimamente redundantes para a construção de modelos de regressões lineares múltiplas (MLR). Esse método visa minimizar o impacto da multicolinearidade, que é comumente presente em dados instrumentais, ao mesmo tempo em que alcança uma melhor acurácia na previsão. A combinação do APS com o MLR, como uma abordagem de seleção variável/calibração multivariada, resultou no método APS-MLR, o qual tem sido relatado na literatura como capaz de produzir modelos com boa capacidade de previsão em comparação com os modelos convencionais de "espectro completo" via mínimos quadrados parciais (PLS), em alguns casos. Neste trabalho, é proposta a adição de uma etapa de filtro (f) à versão atual do algoritmo APS, a fim de reduzir o número de variáveis não informativas antes da fase de projeção. Essa adição auxilia o algoritmo na seleção das melhores variáveis nas etapas subsequentes. O algoritmo resultante, denominado de fAPS-MLR, é avaliado em dois estudos de caso que envolvem dados de espectroscopia no infravermelho próximo: (i) quantificação do ingrediente farmacêutico ativo (IFA) em comprimidos e (ii) quantificação de biodiesel em misturas diesel/biodiesel. Comparados com o método PLS, os modelos fAPS-MLR demonstram desempenho semelhante ou superior. Além disso, os modelos fAPS-MLR superam o APS-MLR original tanto na validação cruzada quanto na previsão externa. Independentemente do algoritmo de pré-processamento testado, incluindo primeira derivada Savitzky-Golay (SG) e Standard Normal Variate (SNV), ou mesmo em dados de espectros brutos, os modelos fAPS-MLR oferecem resultados superiores.; The Successive Projection Algorithm (APS), also known in English as SPA, was developed with the purpose of selecting a subset of informative and minimally redundant variables for the construction of multiple linear regression models (MLR). This method aims to minimize the impact of multicollinearity, which is commonly present in instrumental data, while achieving better forecast accuracy. The combination of APS with MLR, as a variable selection/multivariate calibration approach, resulted in APS-MLR method, which has been reported in literature as capable of producing models with good predictive ability compared to conventional models of "full spectrum" via Partial Least Squares (PLS) in some cases. In this work, it is proposed to add a filter step (f) to the current version of APS algorithm, to reduce the number of non-informative variables before projection phase. This addition assists the algorithm in selecting the best variables in subsequent steps. The resulting algorithm, called fAPSMLR, is evaluated in two case studies involving near-infrared spectroscopy data: (i) quantification of the active pharmaceutical ingredient (IFA), also known in English as API, in tablets and (ii) quantification of biodiesel in diesel/biodiesel blends. Compared with the PLS method, fAPS-MLR models demonstrate similar or superior performance. Furthermore, fAPS-MLR models outperform the original APS-MLR in both crossvalidation and external prediction. Regardless of the tested pre-processing algorithm, including Savitzky-Golay (SG) First Derivative and Standard Normal Variate (SNV), or even on raw spectral data, fAPS-MLR models deliver superior results.
2023-01-01T00:00:00Z