Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os nanotubos de nitreto de boro (BNNTs) apresentam características atraentes para uma grande variedade de aplicações tecnológicas. Essas nanoestruturas são adequadas para o desenvolvimento de novos nanovetores para terapia celular, liberação controlada de princípios ativos, e outras aplicações biomédicas e clínicas. Neste trabalho, os BNNTs foram sintetizados a partir de um método similar ao de deposição química por vapor, e em seguida foram funcionalizados através de processos distintos, utilizando diversas moléculas biocompatíveis: polietileno glicol, quitosana, glicol quitosana, glicosamina, goma arábica e ácido fólico. A modificação das paredes do nanotubo foi feita através de recobrimento não covalente e também por meio de reações químicas de forma covalente. Cada sistema formado foi devidamente caracterizado com o objetivo de confirmar a natureza química do nitreto de boro e dos agentes funcionalizantes, e também a sua organização estrutural. As técnicas de caracterização utilizadas foram espectroscopia no infravermelho (FTIR), difração de raios-X (XRD), análise térmica (TGA), adsorção de N2, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e espectroscopia de fluorescência. Foram realizados ensaios de citocompatibilidade, por diferentes métodos, que revelaram que os BNNTs não apresentam citotoxicidade aparente em nenhuma das amostras até a concentração de 50 μg/mL. Através dos ensaios para transformação bacteriana foi constatado que os BNNTs atuam como facilitadores nas transformações realizadas com choque térmico. Foi demonstrado também que essas nanoestruturas exercem uma influência significativa na transfecção celular e na diferenciação de células tronco mesenquimais, aumentando a eficiência desses processos. Outros ensaios demonstraram que esses nanotubos são captados por células da linhagem HeLa e podem ser nanovetores úteis para a entrega de moléculas de interesse em locais específicos, e também para terapia de captura de nêutrons pelo boro. A auto-fluorescência apresentada pelos BNNTs permite a visualização dos mesmos no microscópio de fluorescência. O estudo in vivo com a nanoestrutura complexada com 99mTc determinou o perfil de biodistribuição, e mostrou que após atingir a circulação sistêmica o BNNT foi capturado principalmente no fígado, baço e tecidos intestinais, além de apresentar uma acumulação significativa na bexiga. / Boron nitride nanotubes (BNNTs) have attractive features for a wide variety of technical applications. These nanostructures are suitable for the development of new nanovetores for cell therapy, controlled release of active therapy, and others biomedical and clinical applications. In this work the BNNTs were synthesized from a method similar to chemical vapor deposition, and then were functionalized through different processes, using various biocompatible molecules: polyethylene glycol, chitosan, glycol chitosan, glucosamine, gum arabic and folic acid. The modification of the nanotube walls was performed by non-covalent coating and also through chemical reactions covalently. Each system formed was properly characterized in order to confirm the chemical nature of boron nitride and functionalizing agents, and also its structural organization. The characterization techniques used were infrared spectroscopy (FTIR), X- ray diffraction (XRD), thermal analysis (TGA), N2 adsorption, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), zeta potential, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and fluorescence spectroscopy. Cytocompatibility tests were carried out by different methods, which revealed that the BNNTs have no apparent cytotoxicity in any sample until the concentration of 50 mg/mL. Through the tests for bacterial transformation was found that BNNTs act as facilitators in the transformations performed with heat shock. It was also shown that these nanostructures have an extremely significant influence on the processes of cell transfection and differentiation of mesenchymal stem cells, increasing its efficiency. Other tests have shown that these nanotubes are captured by the HeLa cells and may be useful nanovectors for the delivery of molecules of interest in specific locations and also to boron.neutron capture therapy. The significant auto-fluorescence presented by BNNTs allowed its visualization through confocal microscopy The in vivo study with the nanostructure complexed with 99mTc determined the biodistribution profile, and showed that after reaching the systemic circulation BNNT was captured mainly in the liver, spleen and intestinal tissues, as well as presenting a significant accumulation in the bladder.

Nenhuma / A aplicação de cosméticos é um recurso importante para a manutenção da saúde da pele e, conseqüentemente, de sua beleza. É de conhecimento que os efeitos dos raios ultravioletas são danosos à saúde da pele podendo resultar em aumento da incidência de câncer, envelhecimento precoce e outras mudanças cutâneas indesejáveis. Os efeitos dos raios infravermelhos são bem menos relatados, mas sabe-se que esses raios podem aumentar os danos na da pele induzidos pelos raios ultravioletas e provocar alterações em nível molecular além da sensação de queimadura na pele. Sob esse aspecto há uma maior necessidade em se formular protetores solares que possam oferecer tanto proteção para os raios ultravioletas quanto para os raios infravermelhos. Os filtros solares são pesquisados e desenvolvidos há bastante tempo e atualmente são criados com os recursos da nanociência e da nanotecnologia, como dióxido de titânio, importante ativo cosmético usado como filtro de radiações ultravioletas. Entretanto, para a proteção de radiação infravermelha pouco se tem pesquisado. Neste trabalho nitreto de boro (BN) nanoestruturado foi preparado empregando três rotas de síntese distintas. A primeira síntese inicia com a formação de um precursor preparado a partir do ácido bórico e melanina, seguido de um recozimento em temperaturas apropriadas para a formação do BN com estrutura hexagonal. A segunda rota utiliza a sílica mesoporosa SBA-15, de elevada ordem estrutural, como direcionador de rede. O BN foi sintetizado dentro dos canais do SBA-15. A terceira síntese utiliza um catalisador à base de ferro para a formação do BN nanoestruturado. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X, infravermelho, adsorção de gases, espectroscopia de energia dispersiva, microscopia eletrônica de Varredura e microscopia eletrônica de Transmissão. Os resultados revelaram um material nanoestruturado, sendo todos obtidos na fase hexagonal, com tamanhos de partículas variando entre 5 a 15 nm. Foi feito um estudo comparativo dos materiais com um agente ativo comercial, TiO2, empregado para proteção de radiação UV. Como o nitreto de boro apresenta absorção no infravermelho, uma formulação contendo partículas de dióxido de titânio junto com nitreto de boro seria uma combinação perfeita para ser aplicado como cosmético para proteção contra radiações solares em amplo espectro. / Regular use of appropriate cosmetics is an important resource for the maintenance of the skin health and, consequently, its beauty. The effect of ultraviolet rays is harmful to the health of the skin and can result in increase of the cancer incidence, aging and other undesirable cutaneous changes. The effects of the infra-red rays are less described in the scientific literature, but it knows that these rays can increase the damages on the skin induced by ultraviolet rays, provoking alterations in molecular level, beyond the sensation of burning in the skin. Considering this aspect there is a great necessity in creating formulations of solar protectors which can offer protection for the ultraviolet rays as well as the infra-red rays. The solar filters are researched at long time and currently they have been developed using knowledge of nanoscience and nanotechnology, as titanium dioxide, important cosmetic used as filter of ultraviolet radiations. However, for the protection of infra red radiation little has been researched. In this work boron nitride (BN) nanostructured was prepared using three distinct routes of synthesis. The first synthesis initiates with the precursor formation, prepared from boric acid and melanine, followed of annealing in appropriate temperatures for the formation of the BN with hexagonal structure. The second route the nanoporous silica SBA-15, with high structural order, as template of network. The BN was synthesized inside of the canals of the SBA-15. The third synthesis uses iron as catalyst for the formation of the nanostructured BN. The obtained materials were characterized by X-ray diffraction, infra-red spectroscopy, N2 adsorption, energy dispersive spectroscopy, and transmission electronic microscopy. The results showed a nanostructured material, all those with hexagonal phase, and particle sizes between 5 and 15 nm. It was made a comparative study of these materials with commercial active agent, TiO2, used for protection of radiation UV. As boron nitride presents absorption in the infra-red ray, we think that a special formulation contend titanium dioxide particles with nanostructured boron nitride would be a perfect combination to be applied as cosmetic for protection against solar radiations in broad specter.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O nitreto de boro hexagonal (h-BN) tem uma estrutura cristalina similar ao grafite e é conhecido como um importante material cerâmico com propriedades interessantes, tais como a excelente estabilidade química, boa resistência à corrosão, baixa densidade, alto ponto de fusão e boa condutividade térmica. Estas características fazem do h-BN um candidato atraente para uma ampla gama de aplicações técnicas. Recentemente, muitos estudos têm relatado a preparação de estruturas de nitreto de boro (BN) com morfologias especiais, tais como nanofolhas, nanofios e nanotubos. Este trabalho apresenta uma rota de síntese de nanoestruturas de BN produzidas a partir de boro elementar, nitrato de amônio e hematita como catalisador, em forno tubular pelo método CVD (chemical vapor deposition). O objetivo do trabalho é sintetizar nanoestruturas de nitreto de boro buscando aprimorar suas propriedades magnéticas oriundas do catalisador utilizado na reação. Para isso foram realizadas diferentes sínteses variando-se a concentração de catalisador no material de partida e a duração dos tratamentos térmicos. O estudo das propriedades magnéticas do material tem o intuito de verificar o potencial de aplicação dessas nanoestruturas, principalmente em tratamentos biomédicos como a hipertermia magnética. Estas amostras foram tratadas termicamente em diferentes etapas. A caracterização das amostras foi feita através de espectroscopia de infravermelho (FTIR), espectroscopia Mössbauer, difração de raios X (XRD), magnetômetro de amostra vibrante (VSM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Através da análise dos resultados obtidos foi possível confirmar a formação do h-BN, e elucidar as propriedades físico-químicas, estruturais e magnéticas das amostras. A partir das imagens de microscopia foi possível comprovar a formação de nanoestruturas de BN com morfologias variadas. Entre as nanoestruturas encontradas estão: nanofolhas, nanofibras, nanofios e nanotubos. Medidas de magnetização e espectroscopia Mössbauer mostraram que amostras com uma maior concentração do catalisador ou submetidas a um tratamento térmico prolongado apresentaram melhor magnetização. Testes de hipertermia magnética mostraram que as amostras que tiverem suas propriedades magnéticas aprimoradas apresentaram um maior potencial para geração de calor. / Hexagonal boron nitride (h-BN) has a crystal structure similar to graphite and it is well known as one important ceramic material with interesting properties, such as excellent chemical stability, good resistance to corrosion, low density, high melting point, and outstanding thermal and electrical properties. These characteristics make h-BN an attractive candidate for a wide range of technical applications. Recently, many studies have been reporting the preparation of nanostructures of boron nitride (BN) with special morphologies, such as nanosheets and nanotubes. This work reports a synthesis of boron nitride nanotubes produced from elemental boron powder, ammonium nitrate and hematite in tubular furnace by CVD (chemical vapor deposition) method. The aim of this work is to synthesize nanostructures of boron nitride seeking to improve their magnetic properties originating from the catalyst used in the reaction. For this different synthesis were carried out varying the catalyst concentration in the starting material and the duration of heat treatment. The magnetic properties of the materials were evaluated to verify the potential application of these nanostructures, especially in biomedical applications such as magnetic hyperthermia. These samples were thermally treated at different stages. The characterization of the samples was carried out by infrared spectroscopy (FTIR), Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). By analyzing the results it was possible to confirm the formation of h-BN, and to elucidate the physico-chemical, structural and magnetic properties of the samples. From the microscope images it was possible to prove the formation of BN nanostructures with different morphologies, like nanosheets, nanofibers, nanowires and nanotubes. Magnetization measurements and Mössbauer spectroscopy showed that samples with a higher concentration of the catalyst or subjected to prolonged treatment showed better magnetization. Tests have shown that hyperthermia magnetic samples which have enhanced magnetic properties had a greater potential for heat generation.