[pt] Estudos com nanopartículas magnéticas têm sido realizados no âmbito da medicina tanto para tratamento de tumores e câncer, quanto para fins de diagnósticos ou ainda para transporte de fármacos. Nanopartículas magnéticas podem ser administradas a alvos específicos e mantidas no local adequado por meio de um campo magnético aplicado. Com este propósito, as nanopartículas com um núcleo de material magnético são recobertas com material adequado para sua funcionalização. Neste trabalho sintetizamos nanopartículas de óxido de ferro e funcionalizamos sua superfície com uma bicamada que permitiu criar um compartimento adequado à solubilização de fármacos hidrofóbicos. Nesse compartimento foi solubilizada uma ftalocianina que se mostrou promissora como fotossensibilizante em terapia fotodinâmica. Fotossensibilizantes são moléculas que, ao interagir com a luz, formam espécies altamente reativas, como o oxigênio singlete, que destroem células e tecidos adjacentes. Este processo é utilizado em Terapia Fotodinâmica (PDT). A geração de oxigênio singlete pela ftalocianina no compartimento hidrofóbico foi avaliada usando como sonda o 1,3-difenil isobenzofurano (DPBF), em formulações com os surfactantes não iônicos, Tween 80 e Pluronic 127. Com o objetivo de controlar a liberação de fármacos, construímos um circuito eletrônico para produzir um campo magnético AC que atua sobre as partículas magnéticas e produz um aumento local de temperatura. O aumento de temperatura modifica a difusão das moléculas localizadas na camada que recobre as nanopartículas, o que permite variar a taxa de liberação. Foi estudada a variação de temperatura produzida na presença do campo magnético AC. Foi estudado também o efeito da temperatura na produção de oxigênio singlete. / [en] Magnetic nanoparticles have been studied aiming at medical applications, such as treatment of tumors and cancer, for diagnostic purposes and drug delivery. Magnetic nanoparticles can be administered to specific targets and maintained in the proper location by means of an applied magnetic field. For this purpose, nanoparticles with a core of magnetic material are coated with suitable material for functionalization. In this work, we synthesized nanoparticles of iron oxide and functionalized their surface with a bilayer that served as an appropriate compartment for hydrophobic drugs. A promising phthalocyanine derived photosensitizer was solubilized in this compartment. Photosensitizers are molecules that interact with light to form highly reactive species such as singlet oxygen, which destroy cells and surrounding tissues. This process is used in photodynamic therapy (PDT). The generation of singlet oxygen by the phthalocyanine in the hydrophobic compartment was evaluated using the probe 1,3- diphenyl isobenzofuran (DPBF) in formulations with the nonionic surfactants Tween 80 and Pluronic F-127. Aiming to control the release of drugs, we build an electronic circuit to produce an AC magnetic field which acts on the magnetic particles to produce a local temperature increase. This increase in temperature modifies the diffusion of molecules at the surface layer of the nanoparticles, and allows to control the rate of release. Temperature variation produced in the presence of the AC magnetic field was studied. The effect of temperature on the singlet oxygen production was also studied.

[pt] No intuito de desenvolver novas abordagens para a redução do coeficiente de expansão térmica (CTE) em PEAD, um polímero termoplástico largamente usado em geomembranas onde seu alto CTE contribui para a redução de seu desempenho, titanatos em camadas na forma de nanofolhas foram testados pela primeira vez como os aditivos com esta função. Nanofolhas de titanatos foram sintetizadas a partir de tratamento hidrotérmico alcalino de areias ilmeníticas e foram funcionalizadas com viniltrimetoxisilano (VTMS), visando melhorar a compatibilidade com a matriz PEAD, ou organofilizadas com cloreto de dimetildioctadecilamonio (2C18), para promover a esfoliação/intercalação destas nanocargas no polímero. Posteriormente, estas nanocargas modificadas foram caracterizadas por termogravimetria, espectroscopia de infravermelho, análise de área superficial, análise de CHN, difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão. Os nanocompósitos foram fabricados por microextrusão e microinjeção com porcentagens mássicas de carga de 0,5 por cento a 10 por cento, em séries denominadas BRANCA, VTMS, VTMS reativa e 2C18. Finalmente os nanocompósitos foram caracterizados através de ensaios de tração, termogravimetria, dilatometria e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados obtidos na caracterização das nanofolhas permitiram verificar a incorporação do VTMS na superfície por meio de ligações primárias. A modificação com 2C18 foi realizada pela primeira vez neste tipo de material, como foi conferido por difração de raios-X pelo incremento no espaçamento da distância interlamelar. As séries BRANCA e VTMS apresentaram um incremento no módulo de elasticidade e na ductilidade, porém a tensão no escoamento incrementou apenas para o compósito com 0,5 por cento da série BRANCA e para o compósito com 2 por cento da série VTMS. As séries VTMS reativa e 2C18 mostraram redução no módulo de elasticidade e ductilidade. A tensão no escoamento aumentou para o compósito da série VTMS Reativa 0,5 por cento, diminuiu para os compósitos 0,5 e 2 por cento da série 2C18 e permaneceu similar ao PEAD para os outros compósitos destas séries. O compósito que apresentou melhores propriedades foi o VTMS 2 por cento com um aumento em torno de 14 por cento no módulo de elasticidade, de aproximadamente 3 por cento na tensão no escoamento e de aproximadamente 16 por cento na ductilidade. A adição das nanofolhas não alterou significativamente as propriedades de estabilidade térmica da matriz e apresentou decréscimo do CET para a série VTMS 2 por cento. O grau de cristalinidade variou apresentando aumento máximo de aproximadamente 14 por cento na série VTMS 0,5 por cento e redução máxima de aproximadamente 20 por cento na série 2C18 2 por cento. / [en] In order to develop new approaches to the reduction of the coefficient of thermal expansion (CTE) in HDPE, a thermoplastic polymer widely used in geomembranes where its high CTE contributes to the reduction of his performance, in the form of layered titanates nanosheets were tested for the first time as additives with this function. Titanates nanosheets were synthesized from hydrothermal treatment of alkaline ilmenitic sands and were funcionalizated with vinyl trimethoxy silane (VTMS), to improve compatibility with the HDPE matrix, or organofilizated with dimethyl dioctadecyl amonio chloride (2C18), to promote the exfoliation/intercalation of these nanofiller in the polymer. Subsequently, these modified nanofiller were characterized by infrared spectroscopy, thermogravimetry, surface area analysis, CHN analysis, x-ray diffraction and transmission electron microscopy. The nanocomposites were manufactured by microextrusion and microinjection with mass percentages of 0,5 percent to charge 10 percent, in weigth, denominated series VTMS, reactive VTMS and 2C18. Finally the nanocomposites were characterized by tensile, thermogravimetry, dilatometry and transmission electron microscopy. The results obtained in the characterization of nanosheets allowed to check the incorporation of VTMS on the surface by means of primary links. The modifications with 2C18 was performed for the first time this type of material, as was conferred by x-ray diffraction by the increase in the distance interlamelar spacing. The series BRANCA and VTMS presented an increase in modulus of elasticity and ductility, however the voltage in outlets increased only to composite with 0,5 percent BRANCA and series for the composite with 2 percent VTMS series. VTMS series reactive and 2C18 showed a reduction in ductility and modulus. The tension in the flow increased to the series VTMS Reactive composite 0,5 percent, decreased to the composites 2 and 0,5 percent 2C18 series and remained similar to HDPE for the other composites of these series. Composite who presented best properties was the VTMS 2 percent with an increase around 14 percent in modulus, approximately 3 percent on voltage in outlets and approximately 16 percent on ductility. The addition of nanofolhas did not alter significantly the thermal stability properties of the array and fell of the CET for the series VTMS 2 percent. The degree of crystallinity ranged showing maximum increase of approximately 14 percent on 0,5 percent VTMS series and maximum reduction of approximately 20 percent in 2 percent 2C18 series.

[pt] Desenvolver um sistema que combine direcionamento ativo para células específicas, elevada incorporação celular, capacidade de transdução fototérmica e biocompatibilidade é um desafio para tornar nanopartículas aplicáveis na área da biomedicina. Neste estudo, realizamos a funcionalização de nanopartículas de ouro (AuNP) em algumas etapas, utilizando macromoléculas estrategicamente para conferir- lhes características-chave de agentes teranósticos. O polietileno glicol (PEG), sendo hidrofílico, melhora a estabilidade e a duração em circulação das nanopartículas. Já o poli(ácido lático) (PLA), que é um polímero hidrofóbico e biodegradável, desempenha um papel importante na interação e incorporação dessas nanopartículas através das membranas celulares. Além disso, a funcionalização com folato pode oferecer um direcionamento ativo, uma vez que as células tumorais geralmente superexpressam proteínas receptoras de folato. Através da funcionalização única, dupla, Janus e tripla de AuNP esféricas ou cilíndricas com estes ligantes, conseguimos obter diferentes propriedades relacionadas a agregação, estabilidade e ressonância de plásmons de superfície localizada (LSPR). A funcionalização tripla garante simultaneamente uma estabilidade das nanopartículas em meios aquosos e um aumento significativo na incorporação celular. Além disso, a exposição com radiação infravermelha mostra que os nanobastões conseguem elevar a temperatura mais eficientemente do que as nanoesferas devido à sua banda de ressonância plasmônica superficial longitudinal. Os resultados sugerem que essa estratégia de funcionalização pode ser utilizada para ajustar as propriedades desejadas, possibilitando aplicações práticas e eficazes das nanopartículas de ouro em imagiologia e terapia fototérmica em pesquisas na área biomédica. / [en] Developing a system that combines active targeting to specific cells, enhanced cellular uptake, photothermal transduction capacity, and biocompatibility is a challenge to make nanoparticles applicable in the field of biomedicine. In this study, we carried out the functionalization of gold nanoparticles (AuNP) in several steps strategically using macromolecules to provide key characteristics of theragnostic agents. Polyethylene glycol (PEG), being hydrophilic, enhances nanoparticle stability and circulation lifetime. Polylactic acid (PLA), which is a biodegradable hydrophobic polymer, plays an important role in the interaction and uptake of these nanoparticles through cellular membranes. Furthermore, functionalization with folate can offer active targeting, as tumor cells typically overexpress folate receptor proteins. By single, double, and triple functionalization of spherical and rod-shaped AuNP with these ligands, we obtained varying properties related to aggregation, stability, and localized surface plasmon resonance (LSPR). Triple functionalization ensured simultaneous stability of the nanoparticles in aqueous media and a significant increase in cellular uptake. Additionally, the incidence of infrared radiation reveals that nanorods can increase the temperature more effectively gold nanospheres due to their longitudinal surface plasmon resonance band. The results suggest that this functionalization strategy can be employed to fine-tune desired properties, enabling practical and effective applications of gold nanoparticles in imaging and photothermal therapy within biomedical research.

[pt] Nanocompósitos de cobre com nanotubos de carbono (Cu-CNT) são considerados promissores para aplicações em materiais eletrônicos, trocadores de calor e como elementos estruturais. Espera-se que com a adição de CNTs, a matriz de cobre possa melhorar as propriedades mecânicas e de transporte. No presente estudo foram produzidos materiais nanocompósitos de matriz de cobre reforçados 0,5, 2 e 5,0 por cento em massa de MWCNT. O procedimento parte da funcionalização dos MWCNTS por método de oxidação convencional e microondas, e sua posterior incorporação na solução de nitrato de cobre, dispersão, dissociação e redução in-situ, com atmosfera de hidrogênio. Foram avaliadas soluções dispersantes como a água e THF no processo da síntese. Técnicas de compactação a frio com posterior sinterização convencional e Spark Plasma Sintering (SPS) foram usadas para produção de pastilhas. Os CNTs funcionalizados pelo método convencional se mostram efetivos para dispersão e decoração quando utilizado THF como solução dispersante. Análises por TEMEELS indicam a presença de cobre metálico na interface Cu-MWCNT. As pastilhas produzidas por sinterização convencional apresentaram tamanho de grão entre 50 nm e 4 um, com boa distribuição dos CNTs, assim como uma diminuição na resistividade elétrica em 98 por cento usando 5wt por cento MWCNT. Por outro lado, as pastilhas produzidas por SPS apresentaram tamanho de grão entre 50nm e 2 um, com alta segregação e modificação dos MWCNTs nos contornos de grão da matriz, assim como o aumento na resistividade elétrica. Aumento de 139 por cento na dureza e 65.5 por cento no módulo de elasticidade foi observado na amostra contendo 0.5 wt por cento MWCNTs produzida por SPS, enquanto valores similares ou inferiores foram observados nas outras frações em massa de MWCNTs. / [en] Copper- multiwall carbon nanotube nanocomposites (Cu-MWCNT) are been considered as a promising material for applications in electronic materials, heat exchanger and structural elements. It is expected that MWCNT addition in a copper matrix can improve the mechanical and transport properties. In this work Cu matrix nanocomposites reinforced with 0,5 wt percent; 2 wt percent; and 5,0 wt percent MWCNT were produced. The procedure starts from the MWCNTs functionalization by conventional oxidation and microwave methods and subsequent incorporation into the copper nitrate solution, dispersion, dissociation, and in-situ reduction in hydrogen atmosphere. Also, it was evaluated water and THF solutions for MWCNTs dispersants. Cold compaction follow by conventional sintering and Spark Plasma Sintering (SPS) techniques were used to produce pellets. CNTs functionalized by conventional method are shown effective for dispersing and decorating CNTs when THF was used as dispersant solution. TEM-EELS analyses indicate the presence of metallic copper in the Cu- MWCNT interface. Pellets produced by conventional sintering were in the 50nm - 4 um grain size, with good CNT distribution and decreasing in 98 per cent the electrical resistivity using 5wt percent MWCNT. Meanwhile, pellets produced by SPS were in the 50nm - 2um grain size with high segregation and modification of MWCNTs at the grain boundaries, as well as the increase in electrical resistivity. Increase of hardness 139 percent and 65.5 percent in elastic modulus were observed in the sample containing 0.5 wt percent MWCNTs produced by SPS, while similar or lower values were observed in the other MWCNTs fractions.

[pt] O objetivo deste trabalho foi estudar a funcionalização química de nanotubos de titanato (TTNTs) com 3-aminopropiltrietoxisilano, para uso como reforço de nanocompósitos de matriz náilon-11, com o intuito de melhorar a dispersão e compatibilidade destas nanocargas com a matriz polimérica. Foram sintetizadas duas amostras: TTNTs/H e TTNTs/L, com alto e baixo teor sódio respectivamente, funcionalizadas em uma solução etanol/água 95/5 v/v e água para avaliar o efeito do meio de reação na quantidade de silano enxertada na superfície dos TTNTs, expressa como densidade de grupos aminopropil por nm2 (NR). Os TTNTs funcionalizados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de CHN, medição da área superficial específica, termogravimetria e microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. Foram fabricados nanocompósitos de matriz náilon-11 por microextrusão-microinjeção, reforçados com TTNTs de partida e funcionalizados em concentrações de 0.5, 1.0 e 2.0 porcento wt. Finalmente, foram avaliadas as propriedades mecânicas, térmicas e microestruturais dos nanocompósitos. Os resultados demonstraram a formação da ligação covalente Ti-O-Si e revelaram um maior valor de NR quando o meio de reação foi etanol/água para ambos os TTNTs. Os nanocompósitos reforçados com TTNTs/H funcionalizados em água e TTNTs/L silanizados em mistura etanol/água, em uma proporção de 2 porcento wt, apresentaram um incremento no módulo de elasticidade de 11 e 13 porcento respectivamente, com um decréscimo das propriedades no escoamento e um aumento na temperatura de degradação, quando comparados com o náilon-11 puro. O nanocompósito que apresentou a melhor dispersão foi o fabricado com 0.5 porcento wt. TTNTs/L silanizados em etanol/agua. / [en] The aim of this work was to study the chemical functionalization of titanate nanotubes (TTNTs) with 3-aminopropyltriethoxysilane for application as a reinforcement of nylon-11 matrix nanocomposites in order to increase the dispersion and compatibility between nanotubes and the polymer matrix. Two samples with high and low sodium content (TTNTs/H and TTNTs/L, respectively) were functionalized in a solution of ethanol/water 95/5 v/v and water to assess the effect of the reaction medium on the amount of silane grafted on the TTNTs surface, expressed as the density of aminopropyl groups per nm2 (NR). The functionalized nanotubes were characterized by infrared spectroscopy, CHN elemental analysis, measurement of the specific surface area, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Nylon-11 matrix nanocomposites were manufactured by microextrusionmicroinjection and reinforced with 0.5, 1.0 and 2.0 wt. percent of pristine and functionalized nanotubes. Finally, mechanical and thermal properties as well as the microstructure of the nanocomposites were evaluated. The results confirmed the Ti-O-Si covalent bond and showed a higher NR value when the silanization was performed in ethanol/water for both TTNTs. The nanocomposites reinforced with 2 wt. percent of TTNTs/H (silanized in water) and with TTNTs/L (silanized in ethanol/water) presented an enhancement on the Young s modulus of 11 and 13 percent, respectively when compared with the neat nylon-11. The yield properties of these nanocomposites decreased, but the degradation temperature was improved with the incorporation of the functionalized nanotubes. The nanocomposite prepared with 0.5 wt. percent TTNTs/L silanized in ethanol/water showed the best dispersion.

[pt] A formação de juntas metálicas / poliméricas estáveis é um enorme desafio nas ciências dos materiais. A adesão requer uma interface que é capaz de interagir especificamente com a fase metálica. As poliimidas apresentam grupos amino primários altamente reativos às superfícies metálicas. Os recobrimentos metal/polímero se utilizam principalmente como membranas de separação de gases (permeabilidade e permissividade) e como material de baixa constante dielétrica para dispositivos microeletrônicos. Este trabalho vem fornecer a síntese dos recobrimentos metal/polímero em poliimida e fita kapton, por redução com H2, com posterior compreensão dos mecanismos de quimio-absorção a base de catalisadores da base de paládio, prata, hipoclorito de sodio e da adição de solventes na poliimida PIR 003, que permite a adesão do cobre. Foram utilizados os precursores de cobre em CuSO(4).5H(2)O e do CuCl(2), sintetizados a partir do CuO, para uma posterior redução em atmosfera de H2 e obter cobre métalico no recobrimento, permitindo o desenvolvimento de novas abordagens para metalização de materiais baseados naredução por H2 em polímeros. A utilização de modelos matemáticos permitiu dar uma visualização aproximada do ajuste dos parâmetros na redução do cobre por H2. As medidas do ângulo de contato nas poliimidas funcionalizadas deram uma visualização da influenciada adesão com o cobre e as medidas das caracterizações foram realizadas a fim de mostrar consistência dos resultados dos diferentes tratamentos, entre as quais foram: FTIR, MEV-EDS, TGA, DRX. O presente estudo demostra que com o precursor de CuSO(4).5H(2)O e a funcionalização com o NaClO 50 ml/l na poliimida, apresentou o maior valor de tamanhode cristalito de 61.8 nm e também de maior espessura de recobrimento de 182 micrometros. Finalmente, os testes de adesão para a poliimida PIR 003-Cu com o precursor de CuSO4.5H2O, no recobrimento sem tratamento teve uma força de tração aproximada de 4MPa e no caso do tratamento Sn/Pd (0.1/0.2 g/l) uma média aproximada de 10 MPa. / [en] The formation of stable metallic / polymeric joints is a huge challenge in materialsscience. Adhesion requires an interface that is capable of specifically interacting with themetallic phase. Polyimides have primary amino groups that are highly reactive to metalsurfaces. The coatings of these metal/polymer are mainly used as gas separationmembranes (permeability and permittivity) and as a low dielectric constant material formicroelectronic devices. This work provides the synthesis of metal/polymer coatings inpolyimide and kapton tape, by reduction with H2, with further understanding of the chemoabsorption mechanisms based on catalysts based on palladium, silver, sodium hypochloriteand the addition ofsolvents in the polyimide PIR 003, which allows the adhesion of copper.Copper precursors in CuSO(4).5H2O and CuCl(2), synthesized from CuO, were used forfurther reduction in H2 atmosphere and to obtain metallic copper in the coating, allowingthe development of new approaches for metallization of materials based on H2 reductionin polymers. The use of mathematical models allowed an approximate visualization of theadjustment of the parameters in the reduction of copper by H2. The contact anglemeasurements in the functionalized polyimides gave a visualization of the influence ofadhesion with copper and the characterization measurements were carried out in order toshow consistency of the results of the different treatments, among which were: FTIR,MEV-EDS, TGA, DRX. The present study demonstrates that with the CuSO4.5H2Oprecursor and the functionalization with 50 ml/l sodium hypochlorite in the polyimide, itpresented the largest crystallite size value of 61.8 nm and also the largest coating thicknessof 182 micrometers. Finally, the adhesion tests for the polyimide PIR 003-Cu with the precursor ofCuSO4.5H2O, in the untreated coating had a tensile strength of approximately 4MPa andin the case of the Sn/Pd treatment (0.1/0.2 g/l) a approximate average of 10 MPa.