Introdução: A tuberculose é uma infecção curável causada pelo Mycobacterium tuberculosis. Requer tratamento prolongado e a combinação de vários fármacos implicando em efeitos colaterais que podem levar pacientes ao abandono do tratamento. Formulações de droga de liberação controlada como nanopartículas, nanoemulsões ou lipossomos têm tido sucesso contra doenças infecciosas. Em especial, brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) disperso em água pode formar lipossomos ou vesículas grandes (LV) ou fragmentos de bicamada (BF) que podem carrear drogas hidrofóbicas ou hidrofílicas e ademais, podem atuar como microbicidas. Objetivos: determinar atividade do DODAB contra Mycobacterium tuberculosis e M. smegmatis tanto isoladamente como em combinação com duas drogas tuberculostáticas, rifampicina (RIF) e isoniazida (ISO); determinar a incorporação de RIF e ISO em dispersões de DODAB. Material e Métodos: Dispersões de DODAB foram obtidas por vortexação (LV) ou sonicação (BF) e sua interação com as drogas foi avaliada por espectros óticos das drogas, espalhamento de luz dinâmico para medida de distribuição de tamanhos e potencial-zeta e diálise para determinação de incorporação dos fármacos em DODAB LV ou BF. Viabilidade de M. smegmatis ou M. tuberculosis foi determinada por contagem de viáveis em função de concentração de DODAB. Combinações DODAB/droga contra micobactérias foram avaliadas por determinação de concentração inibitória minima (CIM), em µg/ml. Resultados: DODAB mata M. smegmatis a partir de 4 µM de concentração e 1 h de interação e M. tuberculosis, em 100 µM e 120 h de interação. ISO resultou permeável através da bicamada de DODAB em contraste com RIF que adsorveu irreversivelmente nas bicamadas, resultando em 75% de incorporação com 0.1 e 2 mM de droga e DODAB, respectivamente. CIM de RIF contra M. smegmatis foi 32 e, em combinação com 2 de DODAB caiu para 2. Para M. tuberculosis CIM de 0,015 caiu para 0,007 em combinação com 4 DODAB. A combinação foi sinérgica contra M. smegmatis e de ação independente contra M. tuberculosis. / Introduction: Tuberculosis is potentially curable but remains a serious public health problem with large numbers of infected people in several countries. The long time that the patient should receive medication, associated with a large number of adverse effects often cause treatment failure. Nanoparticles, liposomes and emulsions have been used successfully in antibacterial therapy. In particular, dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayers in form of bilayer fragments (BF) or vesicles (LV) provided adequate environment for solubilization and stabilization of several drugs with an additional advantage: they acted as antimicrobial agents themselves. Objectives: investigation of DODAB bactericidal activity against mycobacteria, determination of entrapment efficiency for rifampicin (RIF) and isoniazid (ISO) in DODAB dispersions and determination of the DODAB/drug activity against Mycobacterium smegmatis and tuberculosis. Material and Methods: DODAB dispersions were obtained by sonication of dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) synthetic lipid (BF)or by vortexing (LV) the lipid powder in aqueous solution. The physic-chemical characteristics of drugs in DODAB dispersions were determined from optical spectra and dynamic light scattering for evaluating size distribution and zeta-potentials. Drug incorporation in DODAB dispersions was determined from dialysis. Cell viability was determined from plating and colony forming unities (CFU) counting as a function of [DODAB]. Minimal inhibitory concentration (MIC) was obtained for drug or DODAB/drug combinations. Results: DODAB killed M. smegmatis and tuberculosis from 4¨µM (1 h interaction) and 100 µM (120 h interaction), respectively. Rifampicin drug particles above its solubilization limit could be solubilized by BF at 0.5 mM lipid. LV was leaky to ISO whereas RIF could be incorporated in BF or LV bilayer at high percentiles (0.1 mM RIF in 2 mM DODAB BF or LV). MIC for combination DODAB/RIF was 2/2 or 4/0.007 µg/mL whereas synergism index was 0.5 or 1.0 against M. smegmatis or M. tuberculosis, respectively. DODAB and RIF acted synergistically when tested against M. smegmatis.

A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de λ, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding λ, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection

O desenvolvimento de novos revestimentos ou métodos de proteção considerados ambientalmente amigáveis é extremamente importante para a substituição das eficientes camadas de conversão do cromo, as quais são amplamente utilizadas para proteção anticorrosiva do alumínio e suas ligas. Entre as alternativas relatadas na literatura, podemos destacar a aplicação de filmes de polianilina (PAni) e o uso de camadas de conversão de cério. Neste trabalho é proposta a utilização de revestimentos do tipo bicamadas formada pela combinação de: 1) duas camadas de polianilina ou 2) camadas de conversão de cério (depositadas pelo método electroless ou catodicamente) e filmes de PAni para proteção contra a corrosão das ligas de alumínio AA7075-T6 e AA8006-F em meio aquoso contendo íons cloreto. Nos ensaios de corrosão foram utilizados o monitoramento do potencial de circuito aberto e a polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 0,6 mol L-1. A superfície das ligas com e sem os recobrimentos foram analisadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Também foi realizado o teste de aderência dos filmes de PAni presentes nas bicamadas sobre as ligas estudadas. O revestimento bicamada composto por uma camada de filme de PAni quimicamente depositada e um filme casting de PAni apresenta excelente aderência sobre as ligas AA7075-T6 e AA8006-F e combina a proteção oferecida pelos filmes casting com a boa aderência dos filmes de PAni depositados quimicamente. O uso da bicamada de cerato electroless e PAni apresenta propriedades anticorrosivas inferiores quando comparadas ao filme de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, entretanto, o uso de cerato electroless melhora a aderência dos filmes casting de PAni sobre as ligas estudas. O uso de bicamadas formadas por cerato depositado catodicamente e PAni sobre a liga AA8006-F apresenta valores de potencial de corrosão e potencial de pite inferiores ao do filme casting de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, enquanto que para a liga AA7075-T6 foram obtidas melhores propriedades anticorrosivas quando utilizada uma camada de cerato espessa (obtida utilizando uma solução de cério contendo 8 ou 25 µL mL-1 de H2O2). / The development of new coatings or protection methods considered environmentally friendly is extremely important to replace the efficient conversion layers of chromium, which are widely used for corrosion protection of aluminum and its alloys. Among the alternative methods reported in the literature, it can be highlighted the application of polyaniline (PAni) films and the use of cerium conversion layers. This work proposes the use of bi-layers based on: 1) two layers of polyanilines or 2) combination cerium conversion layers (deposited by electroless or cathodic electrodeposition) and PAni films for corrosion protection of AA7075-T6 and AA8006-F alloys in aqueous solutions containing chloride ions. Open circuit potential and potentiodynamic polarization curves were used for the corrosion tests, which were performed in 0.6 mol L-1 NaCl solution. The surface of the alloys with and without the coatings were characterized by optical microscopy and scanning electronic microscopy. It was also performed the adhesion test of the PAni films present in the bi-layers on the studied alloys. The bi-layers formed by a layer of PAni chemically deposited and a layer of PAni film exhibited excellent adhesion to the AA7075-T6 and AA8006-F alloys and combined the protection offered by the cast film of PAni with the good adhesion of PAni chemically deposited. The use of a bi-layer formed by cerium oxides (deposited by electroless) with PAni film as coating presented lower anticorrosive properties compared to the PAni films applied directly on the substrate, however, the use of the cerium layer improves the adhesion of the PAni films on the alloys. The use of bi-layers formed by electrodeposited cerium oxides and PAni films on AA8006-F showed corrosion potential and pitting potential lower when compared with the PAni film directly applied on the substrate, whereas for AA7075-T6, the best anticorrosive properties was obtained using a thick cerium layer (cerium solution containing 8 or 25 µL mL-1 of H2O2).

Introdução: A tuberculose é uma infecção curável causada pelo Mycobacterium tuberculosis. Requer tratamento prolongado e a combinação de vários fármacos implicando em efeitos colaterais que podem levar pacientes ao abandono do tratamento. Formulações de droga de liberação controlada como nanopartículas, nanoemulsões ou lipossomos têm tido sucesso contra doenças infecciosas. Em especial, brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) disperso em água pode formar lipossomos ou vesículas grandes (LV) ou fragmentos de bicamada (BF) que podem carrear drogas hidrofóbicas ou hidrofílicas e ademais, podem atuar como microbicidas. Objetivos: determinar atividade do DODAB contra Mycobacterium tuberculosis e M. smegmatis tanto isoladamente como em combinação com duas drogas tuberculostáticas, rifampicina (RIF) e isoniazida (ISO); determinar a incorporação de RIF e ISO em dispersões de DODAB. Material e Métodos: Dispersões de DODAB foram obtidas por vortexação (LV) ou sonicação (BF) e sua interação com as drogas foi avaliada por espectros óticos das drogas, espalhamento de luz dinâmico para medida de distribuição de tamanhos e potencial-zeta e diálise para determinação de incorporação dos fármacos em DODAB LV ou BF. Viabilidade de M. smegmatis ou M. tuberculosis foi determinada por contagem de viáveis em função de concentração de DODAB. Combinações DODAB/droga contra micobactérias foram avaliadas por determinação de concentração inibitória minima (CIM), em µg/ml. Resultados: DODAB mata M. smegmatis a partir de 4 µM de concentração e 1 h de interação e M. tuberculosis, em 100 µM e 120 h de interação. ISO resultou permeável através da bicamada de DODAB em contraste com RIF que adsorveu irreversivelmente nas bicamadas, resultando em 75% de incorporação com 0.1 e 2 mM de droga e DODAB, respectivamente. CIM de RIF contra M. smegmatis foi 32 e, em combinação com 2 de DODAB caiu para 2. Para M. tuberculosis CIM de 0,015 caiu para 0,007 em combinação com 4 DODAB. A combinação foi sinérgica contra M. smegmatis e de ação independente contra M. tuberculosis. / Introduction: Tuberculosis is potentially curable but remains a serious public health problem with large numbers of infected people in several countries. The long time that the patient should receive medication, associated with a large number of adverse effects often cause treatment failure. Nanoparticles, liposomes and emulsions have been used successfully in antibacterial therapy. In particular, dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayers in form of bilayer fragments (BF) or vesicles (LV) provided adequate environment for solubilization and stabilization of several drugs with an additional advantage: they acted as antimicrobial agents themselves. Objectives: investigation of DODAB bactericidal activity against mycobacteria, determination of entrapment efficiency for rifampicin (RIF) and isoniazid (ISO) in DODAB dispersions and determination of the DODAB/drug activity against Mycobacterium smegmatis and tuberculosis. Material and Methods: DODAB dispersions were obtained by sonication of dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) synthetic lipid (BF)or by vortexing (LV) the lipid powder in aqueous solution. The physic-chemical characteristics of drugs in DODAB dispersions were determined from optical spectra and dynamic light scattering for evaluating size distribution and zeta-potentials. Drug incorporation in DODAB dispersions was determined from dialysis. Cell viability was determined from plating and colony forming unities (CFU) counting as a function of [DODAB]. Minimal inhibitory concentration (MIC) was obtained for drug or DODAB/drug combinations. Results: DODAB killed M. smegmatis and tuberculosis from 4¨µM (1 h interaction) and 100 µM (120 h interaction), respectively. Rifampicin drug particles above its solubilization limit could be solubilized by BF at 0.5 mM lipid. LV was leaky to ISO whereas RIF could be incorporated in BF or LV bilayer at high percentiles (0.1 mM RIF in 2 mM DODAB BF or LV). MIC for combination DODAB/RIF was 2/2 or 4/0.007 µg/mL whereas synergism index was 0.5 or 1.0 against M. smegmatis or M. tuberculosis, respectively. DODAB and RIF acted synergistically when tested against M. smegmatis.

Investigou-se o efeito do \"caráter iônico\" de interfaces zwitteriônicas, formalmente neutras, representadas por micelas e vesículas obtidas de monômeros com cabeça hidrofílica dipolar, nas propriedades de acumulação e troca de espécies iônicas. Os sistemas estudados incluíram, micelas de 1-(N-hexadecil-N,N-dimetilamônio) propanossulfonato (HPS), Hexadecil fosforil colina (C16PN), 3-hexadecil glicerofostidil colina (lisoPC) e vesículas de fosfatidil colina (PC). O estudo da ligação e troca iônica nestas interfaces foi monitorado a partir de efeitos sobre reações prototrópicas de sondas como a 8-hidroxi-1,3,6-pirenotrisulfonato de sódio (piranina). Observou-se a ligação crescente da piranina na seguinte ordem lisoPC < C16PN < HPS e troca iônica com sais adicionados (função do ânion) na ordem inversa, isto é, lisoPC &gt; C16PN &gt; HPS. Estudos de reprotonação de 1 e 2 naftóis incluídos nestes agregados, via salto de pH induzido por laser, revelaram um perfil de concentração de prótons inverso àquele das cargas do dipolo, isto é, concentração nos polos negativos e exclusão nos positivos. Este resultados foram ainda reforçados por estudos de excitação de volume, via espalhamento de luz, com micelas de HPS em função de sal adicionado. A partir destes resultados propôs-se um modelo de capacitor esférico imerso em meio eletrolítico para estas interfaces, o qual se mostrou bastante versátil na análise e previsão de resultados experimentais. Em suma, estabeleceu-se no presente trabalho a visão de que interfaces dipolares são geradoras de assimetria iônica na circunvizinhança da interface, assimetria esta de polaridade invertida àquela do dipolo radialmente disposto à interface. A generalidade deste modelo pode ser extrapolado para outras interfaces e colaborar na compreensão de diversos processos que dependem da acumulação e troca iônica. / The effect of ionic domains of formally neutral zwitterionic interfaces, represented by micelles and vesicles obtained with dipolar headgroups amphiphiles, on the binding and exchange of ionic species were investigated. The systems studied included: aqueous micelles of 1-(N-hexadecyl-N,N-dimethylammonio) Propane Sulfonate (HPS), Hexadecyl Phosphoryl Choline (C16PN), and 1-hexadecylglycerophostidyl Choline (lisoPC) and vesicles of Phosphatidylcholine (PC). Binding and ion-exchange processes were assessed from the effect of these agreggates on prototropic reactions of probes such as 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonate pyranine). Binding of pyranine increased in the following order lisoPC < C16PN < HPS. The effectiveness of anion dependent salt displacement of the probe from the aggregates was opposite to that of affinities, i.e. lisoPC &gt; C16PN &gt; HPS. Laser pH jump studies with 1 and 2 naphtols incorporated in these aggregates revealed a proton concentration profile inverse to that of the charged dipole, that is, accumulation in the region vicinal to the negatively charged group and exclusion from the positive end of the dipole. This finding were substantiated by HPS micelle excluded volume data, obtained from light scattering studies as function of added salt. A model of a spherical capacitor immersed in an electrolyte media for these interfaces was proposed. This model accounts for satisfactorily the observed characteristics of these interfaces. The model establishes that dipolar interfaces generate ionic asymmetries in the neighborhood of the interface that opposes the radially extended monomer dipole. The generality of the model can be very helpful in the analysis and understanding of several processes occurring in/at zwitterionic interfaces.

Lipossomos de cloreto de dioctadecildimetilamonio (DODAC) com 0,51&#181; de diâmetro externo médio e transição de fase ocorrendo em uma faixa estreita de temperaturas (0,5-1,0&#176;C) foram obtidos por vaporização de clorofórmio e comparados com vesículas sonicadas de DODAC (cerca de 250 &#197; de diâmetro externo). Sacarose foi impermeante através de lipossomos grandes de DODAC ou de vesículas sonicadas de DODAC podendo ser utilizada para determinações de volume interno em ambas as preparações. Volume interno aparente para lipossomos grandes de DODAC foi 9,7 &#177; 1,3 1/mol e para vesículas sonicadas de DODAC, 0,33 &#177; 0,20 1/mol (adsorção de sacarose à bicamada de, respectivamente, 0,64 &#177; 0,30 e 0,20 &#177; 0,08 1/mol). Lipossomos grandes de DODAC comportaram-se como osmômetros em relação à sacarose e ao KCl (0-50mM KCl). Já as vesículas sonicadas de DODAC foram osmoticamente não-responsivas em relação à sacarose, floculando em presença de KCl. Essa não-responsividade osmótica foi interpretada como decorrente da presença única e exclusiva de água de hidrataçao no compartimento aquoso interno das vesículas sonicadas. Outras propriedades de lipossomos grandes de DODAC foram análogas às apresentadas por lipossomos de fosfolípides. Permeabilidades relativas (KCl como referência incorporado ao compartimento aquoso interno) do NaCl, HCl e sacarose foram similares às descritas para lipossomos de fosfatidilcolina; NaCl e sacarose sendo tão impermeantes quanto o KCl e HCl, sendo ligeiramente mais permeante que o KCl. Nas vizinhanças da temperatura de transição de fase, ocorreu um acentuado aumento da velocidade inicial de encolhimento e a extensão total de encolhimento chegou a um mínimo. A comparaçao de algumas propriedades físicas e funcionais de vesículas sonicadas e de lipossomos grandes de DODAC permitiu concluir que lipossomos grandes de DODAC constituem um modelo mais adequado para estudos de transporte. Adicionalmente, o método de vaporização de clorofórmio foi testado para o dihexadecilfosfato de Na+ (DCP) sendo obtidas dispersões homogêneas desse anfifílico capazes de incorporar um volume de 13 &#177; 4 1/mol e de responderem como osmômetros a gradientes osmóticos de sacarose, um soluto que praticamente nao é adsorvido à bicamada de DCP e que resultou impermeante através da mesma. / Dioctadecyldimethylammonium chloride (DODAC) liposomes with 0.51&#181; mean external diameter and sharp phase transitions were obtained by chloroform vaporization and compared with (small) sonicated DODAC vesicles. Sucrose was impermeant through large DODAC liposomes and sonicated vesicles and was used for internal volume determinations. The apparent internal volumes for large DODAC liposomes and sonicated DODAC vesicles were, respectively, 9.7 &#177; 1.3 and 0.33 ± 0.20 1/mol. (External sucrose adsorption were, respectively, 0.64 &#177; 0.30 and 0.20 &#177; 0.08 l/mol). Ideal osmometer behaviour towards KCl over the 0-50mM concentrations range and towards sucrose were observed only for large DODAC liposomes. Sonicated DODAC vesicles were osmotically non responsive towards sucrose and floculate with KCl. Other properties of large DODAC liposomes closely resembled those of phospholipid liposomes. At temperatures near the phase transition temperature, a steep increase in the initial shrinkage rate and a minimum for the total extent of shrinkage occured. Relative permeabilities (KCl as reference entrapped inside) to NaCl, HCl and sucrose were similar to those of phosphatidyl choline liposomes. NaCl and sucrose were as impermeant as KCl, and HCl slighthly more permeant than KCl. Large DODAC liposomes are proposed as an adequate synthetic membrane model, in contrast to sonicated DODAC vesicles. In addition, the chlroform vaporization method was tested for sodium dihexadecylphosphate (DCP). Large DCP liposomes were demonstrated to be impermeant towards sucrose entrapping 13 ± 4 l/mol and behaving as an osmometer towards this solute.

O desenvolvimento de novos revestimentos ou métodos de proteção considerados ambientalmente amigáveis é extremamente importante para a substituição das eficientes camadas de conversão do cromo, as quais são amplamente utilizadas para proteção anticorrosiva do alumínio e suas ligas. Entre as alternativas relatadas na literatura, podemos destacar a aplicação de filmes de polianilina (PAni) e o uso de camadas de conversão de cério. Neste trabalho é proposta a utilização de revestimentos do tipo bicamadas formada pela combinação de: 1) duas camadas de polianilina ou 2) camadas de conversão de cério (depositadas pelo método electroless ou catodicamente) e filmes de PAni para proteção contra a corrosão das ligas de alumínio AA7075-T6 e AA8006-F em meio aquoso contendo íons cloreto. Nos ensaios de corrosão foram utilizados o monitoramento do potencial de circuito aberto e a polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 0,6 mol L-1. A superfície das ligas com e sem os recobrimentos foram analisadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Também foi realizado o teste de aderência dos filmes de PAni presentes nas bicamadas sobre as ligas estudadas. O revestimento bicamada composto por uma camada de filme de PAni quimicamente depositada e um filme casting de PAni apresenta excelente aderência sobre as ligas AA7075-T6 e AA8006-F e combina a proteção oferecida pelos filmes casting com a boa aderência dos filmes de PAni depositados quimicamente. O uso da bicamada de cerato electroless e PAni apresenta propriedades anticorrosivas inferiores quando comparadas ao filme de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, entretanto, o uso de cerato electroless melhora a aderência dos filmes casting de PAni sobre as ligas estudas. O uso de bicamadas formadas por cerato depositado catodicamente e PAni sobre a liga AA8006-F apresenta valores de potencial de corrosão e potencial de pite inferiores ao do filme casting de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, enquanto que para a liga AA7075-T6 foram obtidas melhores propriedades anticorrosivas quando utilizada uma camada de cerato espessa (obtida utilizando uma solução de cério contendo 8 ou 25 &micro;L mL-1 de H2O2). / The development of new coatings or protection methods considered environmentally friendly is extremely important to replace the efficient conversion layers of chromium, which are widely used for corrosion protection of aluminum and its alloys. Among the alternative methods reported in the literature, it can be highlighted the application of polyaniline (PAni) films and the use of cerium conversion layers. This work proposes the use of bi-layers based on: 1) two layers of polyanilines or 2) combination cerium conversion layers (deposited by electroless or cathodic electrodeposition) and PAni films for corrosion protection of AA7075-T6 and AA8006-F alloys in aqueous solutions containing chloride ions. Open circuit potential and potentiodynamic polarization curves were used for the corrosion tests, which were performed in 0.6 mol L-1 NaCl solution. The surface of the alloys with and without the coatings were characterized by optical microscopy and scanning electronic microscopy. It was also performed the adhesion test of the PAni films present in the bi-layers on the studied alloys. The bi-layers formed by a layer of PAni chemically deposited and a layer of PAni film exhibited excellent adhesion to the AA7075-T6 and AA8006-F alloys and combined the protection offered by the cast film of PAni with the good adhesion of PAni chemically deposited. The use of a bi-layer formed by cerium oxides (deposited by electroless) with PAni film as coating presented lower anticorrosive properties compared to the PAni films applied directly on the substrate, however, the use of the cerium layer improves the adhesion of the PAni films on the alloys. The use of bi-layers formed by electrodeposited cerium oxides and PAni films on AA8006-F showed corrosion potential and pitting potential lower when compared with the PAni film directly applied on the substrate, whereas for AA7075-T6, the best anticorrosive properties was obtained using a thick cerium layer (cerium solution containing 8 or 25 &micro;L mL-1 of H2O2).

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-04-30T12:27:19Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 10302935 bytes, checksum: 7ab2451d7edae0564189a012c22d8bc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T12:27:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 10302935 bytes, checksum: 7ab2451d7edae0564189a012c22d8bc7 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present work, we use first-principles calculations based Density Functional Theory, as implemented in the SIESTA and SIESTA-TRUNK, which takes into account the Van der waals interactions, codes, to investigate the stability and electronic properties of graphene monolayers with a nanodomain of hexagonal boron nitride (h-BN) with different shapes and sizes. These heterostructures can be obtained through graphene growing in atomic layers of h-BN lithographically patterned and sequential chemical vapour deposition, so that its possible to construct nanodomains of h-BN with an shape or size in graphene. First we will study the effects, in stability, magnetic and electronic properties, of the adsorption of one and two atoms of hydrogen in the edges of the h-BN nanodomain. The alterations that occur in graphene heterostructures with circular h-BN nanodomains, with the same number of boron and nitrogen atoms, and with triangular form with boron terminated edges, where there are more boron atoms than nitrogen atoms, and with nitrogen terminated edges, where there are more nitrogen atoms than boron atoms, this way we can study the effects of hydrogen adsorption in systems with the same number of electrons and holes, with holes in excess and with electrons in excess, respectively. We observe that the electronic and magnetic properties are influenced by the type of atom on which the the hydrogen atom is adsorbed. Besides that, we show that the heterostructures with triangular shaped nanodomains are more stable. Then we study the stability, electronic properties and the effects of perpendicular strain in hybrid bilayers using the GGA and VDW-DF approximations for the exchange-correlation functional. Initially we study bilayer composed of graphene monolayers with a B3N3 nanodomain in hexagonal shape and stacked in various different configurations. We realized that the Bernal stacking configuration (graphite-like) is more stable when compared to the others. Besides that, we could see that the ideal interlayer distance is smaller when we do the calculations with the VDW-DF approximation than when we use the GGA approximation. We study the effect of perpendicular strain, represented by the variation of the interplanar distance, only in the structure which showed to be more stable and, we verify that, the strain is capable of opening the energy gap in the system. In our analyses we also noticed that the band structures of the systems are the same independent of the approximation. Lastly we make a study on the stability, electronic properties and the effects of strain in hybrid bilayers with different geometries. We use the VDW-DF approximation for the exchangeABSTRACT vii correlation functional. The geometries of the h-BN nanodomains, present in each monolayers, are B12N12 in circular shape, B10N6 and B6N10 in triangular shape, we study various combinations of these monolayers in a bilayer system. We found that the Bernal form of stacking has shown to be more stable in all studied configurations and the the interaction between monolayers tends to decrease the energy gap of the system. We analyse the effect of strain onl y in the configuration that has shown to be more stable e we verify that the perpendicular strain is capable of opening the energy gap of the bilayer. / No presente trabalho, usamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, como implementado no código SIESTA e SIESTA-TRUNK, que leva em conta as interações de Van derWaals, para investigar a estabilidade e propriedades eletrônicas de monocamadas de grafeno com um nanodomínio de nitreto de boro hexagonal (h-BN) de diferentes formas e tamanhos. Estas heteroestruturas podem ser obtidas através do crescimento de grafeno em camadas atômicas de h-BN litograficamente padronizado e deposição química de vapor senquencial, de modo que pode-se construir nanodomínios de h-BN no grafeno de qualquer forma ou tamanho desejado. Em primeiro lugar, vamos estudar os efeitos na estabilidade, propriedades eletrônicas e magnéticas, da adsorção de um ou dois átomos de hidrogênio nas bordas do nanodomínio de h-BN. As alterações que ocorrem em heteroestruturas de grafeno com nanodomínios de h-BN em formato circular, com o mesmo número de átomos de boro e nitrogênio, e de forma triangular com bordas terminadas em boro, onde há mais átomos de boro do que de nitrogênio, e com bordas terminadas em nitrogênio, onde há mais átomos de nitrogênio do que de boro, dessa forma estudamos o efeito da adsorção de hidrogênio em sistemas com o mesmo número de elétrons e buracos, com excesso de buracos e com excesso de elétrons respectivamente. Observamos que as propriedades eletrônicas e magnéticas são influenciadas pelo tipo de átomo no qual o átomo de hidrogênio é adsorvido. Além disso mostramos que as estruturas com nanodomínios de formato triangular são mais estáveis. Em seguida estudaremos a estabilidade, propriedades eletrônicas e os efeitos do strain perpendicular em bicamadas híbridas utilizando as aproximação GGA e VDW-DF para o funcional de troca e correlação. Inicialmente estudamos bicamadas compostas por monocamadas de grafeno com um nanodomínio de B3N3 em formato hexagonal e empilhadas em várias configurações diferentes. Percebemos que a configuração de empilhamento Bernal (tipo grafite) é mais estável quando comparada com as outras. Além disso, pudemos ver que a distância interplanar ideal é menor quando fazemos os cálculos usando a aproximação VDW-DF do que quando usamos a aproximação GGA. Nós estudamos o efeito do strain perpendicular, representado pela variação da distância interplanar, somente na estrutura que se mostrou mais estável e, verificamos que, o strain é capaz de abrir um gap de energia no sistema. Em nossas análises percebemos também que as estruturas de bandas dos sistemas são as mesmas independente da aproximação usada. Por último realizamos um estudo da estabilidade, propriedades eletrônicas e os efeitos do strain em bicamadas híbridas com diRESUMO v ferentes geometrias. Usamos a aproximação VDW-DF para o funcional de troca e correlação. As geometrias dos nanodomínios de h-BN, presentes em cada monocamada, são B12N12 em formato circular, B10N6 e B6N10 em formato triangular, estudamos diversas combinações dessa monocamadas em sistemas de bicamadas. Encontramos que a forma de empilahmento Bernal se mostra mais estável em todas as configurações estudadas e que a interação entre monocamadas tende a diminuir o gap de energia do sistema. Analisamos o efeito do strain somente na configuração que se mostrou mais estável e verificamos que o strain perpendicular é capaz de abrir o gap de energia da bicamada.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Marcos fisica.pdf: 953271 bytes, checksum: 27094fd5d8fb314f0df53abdef0bdb38 (MD5) Previous issue date: 2009-04-15 / The Ferromagnetic Resonance (FMR) technique at the X-band (~ 9.70 GHz) and Q-band (~ 34.0 GHz) was used to study the magnetic properties of NiO/Co, NiO/Py and Py/FeMn bilayers, and Co/NiO/Co trilayers with different thicknesses, deposited by dc magnetron sputtering technique in the presence of a 400 Oe magnetic field. The FMR experiments were all done at room temperature using a high sensitivity Bruker ESP-300 spectrometer, with static scanning field and usual modulation and phase sensitive detection techniques. The angular dependence of the inplane resonance field allows the measurement of the exchange bias field for some NiO/Py bilayers and the uniaxial anisotropy of the Co layer of NiO/Py bilayers and Co/NiO/Co trilayers. The value of the exchange bias field of the NiO/Py bilayers varies from 29 Oe to 123 Oe while the uniaxial anisotropy field of the Co layer, varies from 5 to 45 Oe. For Co/NiO/Co trilayers, the Co in-plane uniaxial anisotropy field varies from 34 to 216 Oe. The out-of-plane angular dependence of the resonance field allows the measurement of the effective magnetization and the g-factor, which depend not only on the specific parameters of the samples, such as thickness of the ferromagnetic layer, but also on the deposition conditions. The results obtained were compared with known values in the literature and show the high sensitivity of the ferromagnetic resonance technique in the study of the magnetic anisotropy and the exchange bias phenomena. / A técnica de ressonância ferromagnética (FMR) foi utilizada para estudar propriedades magnéticas de bicamadas NiO/Co, NiO/Py e Py/FeMn (Py = Ni81Fe19) e tricamadas Co/NiO/Co, com diferentes espessuras das camadas ferromagnética e antiferromagnética, depositadas pela técnica de dc magnetron sputtering na presença de campo magnético de 400 Oe. Os experimentos de FMR foram todos realizados em temperatura ambiente usando um espectrômetro Bruker ESP- 300 de alta sensibilidade, com varredura do campo estático e técnicas padrões de modulação e detecção sensível à fase, em Banda-X (~ 9.70 GHz) e Banda-Q (~ 34.0 GHz). A dependência angular do campo de ressonância res H no plano do filme permitiu medir o campo de exchange bias observado em algumas bicamadas NiO/Py. Para as demais bicamadas e as tricamadas Co/NiO/Co foi possível medir a anisotropia uniaxial no plano da camada de Co. Os valores dos campos de exchange bias medidos para as bicamadas variaram de 29 Oe a 123 Oe, enquanto que os campos de anisotropia uniaxial variaram de 5 a 45 Oe. Para as tricamadas Co/NiO/Co, os campos de anisotropia uniaxial no plano apresentaram grande variação de 34 a 216 Oe. A dependência angular do campo de ressonância fora-do-plano do filme permitiu obter os valores da magnetização efetiva e do fator-g, dependentes não somente de parâmetros específicos das amostras, como a espessura da camada ferromagnética, mas também das condições de deposição. Os resultados obtidos foram comparados com valores conhecidos na literatura e mostram a alta sensibilidade da técnica de ressonância ferromagnética para o estudo da anisotropia magnética e do fenômeno de exchange bias

A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de &#955;, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding &#955;, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection