Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Coorientador: Roberto Bertholdo / Banca: Karim Dahmouche / Banca: Aldo José Gorgatti Zarbin / Resumo: Neste trabalho foram estudados métodos para síntese de nanoesferas de sílica com diâmetros entre 10 e 50 nm e com estreita distribuição de tamanho. A síntese das nanoesferas teve como base metodologias existentes na literatura que utilizam aminoácido como catalisador, com o objetivo de se obter um maior controle do diâmetro final e da distribuição de tamanho. A caracterização das amostras foi realizada utilizando-se as técnicas de IV, RMN, BET, Potencial Zeta ( ), QELS, SAXS e FEG-SEM. O estudo da cinética da síntese das nanoesferas revelou que é possível controlar o tamanho e a dispersão das partículas a partir da variação de parâmetros tais como o tempo de reação e a concentração de catalisador utilizado. As medidas de QELS e SAXS "ex situ" mostraram que foi possível obter suspensões coloidais monodispersas de nanoesferas de sílica com diâmetros de partículas entre 10 e 50 nm. As medidas "in situ" mostraram que as nanoesferas crescem de forma homogênea após o processo de nucleação e que o diâmetro final das mesmas depende do tipo e da concentração do catalisador utilizado. Os espectros de IV e RMN mostraram a presença de grupos silanóis na superfície das esferas e as medidas de Potencial Zeta ( ) revelaram a estabilidade do sistema em decorrência da presença desses grupos. As nanoesferas de sílica foram ordenadas na forma de filmes, em monocamadas a partir dos métodos: deposição gravitacional e "dip-coating" em substratos (silício ou mica) previamente dimensionados, limpos e ativados. A partir dos gráficos obtidos por SAXS verificou-se que o diâmetro das nanoesferas, a concentração de partículas em suspensão e a velocidade de emersão influenciam na qualidade dos filmes. Pelas imagens de FEG-SEM verificou-se a formação de arranjos bidimensionais (monocamadas) e tridimensionais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work methods for the synthesis of silica nanospheres showing diameters in between 10 and 50 nm and a narrow size distribution were studied. These nanospheres syntheses were based on methodologies existing in the literature that use amino acid as catalyst in order to better control both the final diameter and distribution. Samples characterization was performed using IR, NMR, BET, Zeta Potential, QELS, SAXS and FEG-SEM measurements. The kinetics of synthesis of nanospheres revealed that it is possible to control the size and the size dispersion of particles by variating parameters such as the synthesis time and the catalyst concentration. The SAXS and QELS "ex situ" measurements have shown the possibility to obtain colloidal suspensions of monodisperse silica nanospheres with particles diameters in between 10 and 50 nm. Otherwise, the "in situ" measurements have shown that nanospheres grow homogeneously after nucleation process and that the overall diameter depends on the type and concentration of the catalyst. The IR and NMR spectra analyses have shown the presence of hydroxyl groups on the spheres surface, while Zeta potential ( ) measurements revealed the stability of the system is due to the presence of these groups. The silica nanospheres were ordered in form of films, monolayers, using the methods: gravitational deposition and dipcoating on substrates (silicon or mica) previously scaled, cleaned and activated. The SAXS results have shown that both the diameter and concentration of the particles in suspension and the deposition rate influence the films quality. FEGSEM images have shown both the formation of two (monolayers) and three (multiple layers) dimensional arrays as well as high monodispersity of spheres. The set of information obtained from these systems characterization... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Banca: Fábio Furlan Ferreira / Banca: Francisco Gualter / Resumo: O polimorfismo é observado em diversos fármacos, sendo decorrente das condições empregadas na síntese e purificação da substância. Os polimorfos possuem diferentes propriedades físico-químicas, o que pode afetar de maneira significativa a biodisponibilidade e estabilidade do fármaco. A maioria dos fármacos é comercializada na forma sólida, podendo ter estrutura amorfa ou policristalina. As formas policristalinas são facilmente detectadas por difração de raios X por policristais e, conhecendo-se a estrutura cristalina (ou parcial), é possível realizar a quantificação dos polimorfos nos fármacos através da aplicação do método de Rietveld ou PONKCS1. Neste projeto foram analisados, por difração de raios X, vários medicamentos comercializados, assim como foram definidos os procedimentos adequados para essas análises. Dos cinco medicamentos analisados, dois fazem parte da RENAME2 (ácido acetilsalicílico, carbamazepina) e do Programa Farmácia Popular do Brasil3. Os outros três (ácido mefenâmico, mebendazol e norfloxacino) estão sendo analisados por serem consumidos em abundância no Brasil. O mebendazol fazia parte da lista da RENAME quando esse trabalho teve início, porém na lista de 2010 ele foi retirado tendo em vista que o albendazol apresentou maior eficiência. A importância de tal trabalho está ligada à necessidade de oferecer à população economicamente carente, medicamentos de melhor qualidade e, consequentemente, melhor qualidade de vida. Palavras-chave: físico-química; polimorfismo; difração de raios X; Método de Rietveld / Abstract: Polymorphism has been observed in several drugs. This is due to conditions employed synthesis and purification of the substance. Polymorphs show different physico-chemical properties, which can affect signicantily their stability and biovailability. Most drugs are commercialized as solids and may present amorphous or polycrystalline structures. Polycrystalline forms are easily detectable through X-ray diffraction by polycrystals and when the crystal structure is entirely (or partially) known, quantification of the drug's polymorphs is possible by means of the Rietveld Method (or PONKCS)4 employment application. In this work commercial tablets were analyzed using X-ray diffraction and suitable methods for these analyses were optimized. From five drugs analyzed, acetylsalicylic acid and carbamazepine are included in RENAME5 and Programa Farmácia Popular do Brasil6. Mefenamic acid, mebendazole and norfloxacin were analyzed once they are greatly consumed in Brazil. The importance of this research lies on the necessity of offering higher quality drugs to poor population and, thus, to provide a better public health. Keyword: chemistry-physics; polymorphism; X-ray diffraction; Rietveld Method / Mestre

Orientador: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Banca: Massao Ionashiro / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Rogério de Almeida Vieira / Banca: Daniela Russo Leite / Resumo: Neste trabalho os efeitos da variação da concentração de Al sobre as transformações de fase e as propriedades mecânicas das ligas Cu-7%Al-10%Mn-3%Ag, Cu-10%Al-10%Mn- 3%Ag e Cu-11%Al-10%Mn-3%Ag foram estudadas utilizando-se metalografia por microscopias óptica (MO), eletrônica de varredura (MEV) e eletrônica de transmissão (MET), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difratometria de raios X (DRX), ensaios de tensão-deformação, análise por dispersão de energias de raios X (EDXS), medidas de variação da resistividade elétrica com a temperatura e medidas de variação da microdureza com a temperatura e o tempo de envelhecimento. Os resultados obtidos para as ligas inicialmente submetidas a tratamento térmico de recozimento e inicialmente submetidas a tratamento térmico de têmpera mostraram que o aumento de 7 para 9%Al não modifica o comportamento térmico e a dureza das ligas Cu-7%Al-10%Mn-3%Ag e liga Cu-9%Al- 10%Mn-3%Ag, pois as curvas obtidas apresentaram o mesmo perfil, indicando que elas passam pelas mesmas transições. Porém, o aumento de 9 para 11%Al provoca uma mudança nas transformações pelas quais a liga passa, modificando assim o seu comportamento térmico e os valores da microdureza. Nas ligas inicialmente recozidas foi possível notar a ocorrência da decomposição espinodal em decorrência da retenção das fases 1 e 3 durante o resfriamento lento das amostras. Os resultados obtidos a partir das ligas submetidas a tratamento térmico de envelhecimento mostraram que aum... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, the effects of changes in the Al concentration on the phase transformations and the mechanical properties of the Cu-7%Al-10%Mn-3% Ag, Cu-10%Al-10%Mn-3%Ag and Cu-11%Al-10%Mn-3% Ag alloys were studied using metallography by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and electronic transmission mycroscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), stress-strain tests, analysis by X-ray energy dispersing (EDXS), measurements of the variation of electrical resistivity with temperature and microhardness changes measurements with temperature and aging time. The results obtained for alloys initially annealed and initially quenched showed that the increase from 7 to 9% Al does not modify the thermal behavior and hardness of the Cu-7%Al- 10%Mn-3%Ag and Cu-9%Al-10%Mn-3%Ag alloys. However, the increase from 9 to 11%Al causes a change on the transformations of the alloys, thereby modifying their thermal behavior and values of microhardness. In the annealed alloys it was possible to notice the occurrence of the spinodal decomposition due to the retention of 1 and 3 phases during the slow cooling of the samples. The results obtained from aged alloys showed that the hardness increasing observed during this process is mainly related to bainitic precipitation. The isothermal ageing kinetics for this precipitation was studied considering four different ageing temperatures and the kinetic parameters n, k and Ea were obtained using th... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Itamar Andrioli / Banca: José Frederico Centurion / Banca: Renato de Mello Prado / Banca: Ricardo Falqueto Jorge / Banca: Amauri Nelson Beutler / Resumo: A preservação dos solos agrícolas pela adoção de sistemas adequados de uso e manejo é essencial para a sua conservação, contribuindo para a manutenção da produtividade das culturas. O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade física e química do solo, submetido a sistemas de cultivo, que proporcionam variações no aporte de material orgânico, avaliando as interferências desses sistemas na produtividade da cultura do milho e da soja, durante três anos. O experimento foi instalado de acordo com um delineamento de classificação hierárquica, com 12 tratamentos e quatro repetições. Sendo quatro níveis do fator A [crotalária (A1), milheto (A2), grade (A3) e lablab (A4)] e três níveis de B (sistemas de cultivos) (SC) dentro de cada nível de A. Níveis de B dentro de A1 - Crotalária: (crotalária/milho) (SC1), (milho/soja) (SC2), (milho/braquiária/soja) (SC3), B dentro de A2 - Milheto: (milheto/milho) (SC4), (milho/soja) (SC5), (milho/braquiária/soja) (SC6), B dentro de A3 - Grade: (grade/milho/soja) (SC7), (milho/soja/direto) (SC8), (milho/braquiária/soja) (SC9) e B dentro de A4 - Lablab: (lablab/milho) (SC10), (milho/soja) (SC11), (milho/braquiária/soja) (SC12). A produtividade de matéria seca total da parte aérea das plantas dos sistemas de cultivo estudados foram maiores, nos tratamentos SC3, SC6 e SC9 que continham braquiária. Houve um incremento de matéria orgânica e fósforo. Houve aumento da microporosidade e da densidade do solo em relação ao estudo anterior. O solo da área apresentou boa qualidade física avaliada pela resistência do solo à penetração e índice S. A cultura do milho e da soja apresentaram ótimas produtividades / Abstract: The preservation of agricultural land through the adoption of appropriate use and management is essential for their conservation, thereby contributing to increased crop yields. The present study aimed to evaluate the physical and chemical quality of the soil, subjected to cropping systems that provide variations in the input of organic material, evaluating the performance of these systems interference productivity of corn and soybeans after three years of the experiment. The experiment was carried out according to a randomized hierarchical classification, with 12 treatments and four replications, constituting 48 plots, four levels of factor A [Crotalaria (A1), Millet (A2), Grade (A3) and Lablab (A4)] and three levels of B (cropping systems) (SC) within each level of A. The combination of the four levels of factor B, is 12 treatments. The yield of total dry matter of the aerial part of the cropping systems studied were higher in treatments containing brachiaria. There was an increase of organic matter and phosphorus. There was an increase in microporosity and soil bulk density compared to the previous study. The soil showed good physical quality assessed by resistance to penetration and index S. The corn and soybeans had great yields / Doutor

Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Leila Aparecida Chivacci / Banca: Katia Jorge Ciuffi / Banca: Eduardo Jose Nassar / Banca: Karim Dahmouche / Resumo: A presente tese teve como propósito preparar e caracterizar nanocompósitos formados por híbridos siloxano-poliéter com a incorporação de argila em diferentes teores, para a utilização no controle da liberação do diclofenaco de sódio. Como fase inorgânica do híbrido foi utilizado o (3-isocianatopropil)trietoxisilano (IsoTreos) e como fase orgânica foi utilizado um polímero modificado, o poli(óxido)etileno de massa molar 1900 g/mol. Foram utilizados 3 tipos de argila comercialmente conhecidas como Cloisite®, Cloisite 20A® e Cloisite 30B®, com o intuito de aproveitar suas propriedades de barreira de difusão no controle do perfil de liberação do fármaco. Tanto a argila como o diclofenaco de sódio foram incorporados durante as etapas de hidrólise e policondensação. A estrutura nanoscópica dos xerogéis foi analisada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades de liberação do fármaco por espectroscopia UV-visível. A intercalação ou esfoliação das lamelas das argilas foi investigada por difração de raios X (XRD). As técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica e termodiferencial (TG-DTA) forneceram informações a respeito da estabilidade térmica, do comportamento da cristalização e fusão dos nanocompósitos. Difratogramas de raios X dos nanocompósitos incorporados com a Cloisite® indicam aumento do espaço interlamelar da argila após a formação dos híbridos, levando a estruturas intercaladas, independentemente do teor de argila utilizado. Nanocompósitos contendo a argila Cloisite 30B®, incorporada com um modificador polar, levaram a estruturas esfoliadas, enquanto os que contem a argila Cloisite 20A®, incorporada com um modificador apolar, apresentaram estruturas intercaladas. Pelas curvas de DSC foi possível mostrar que os híbridos contendo argila apresentaram um maior grau de cristalinidade... / Abstract: In this thesis we intended to prepare and characterize nanocomposites that were obtained from syloxane-polyether containing different amounts of clays, aiming to improve the controlled release properties of sodium diclophenac from these matrixes. The (3- isocyanatepropyl)triethoxysilane (IsoTreos) was used as the inorganic phase and the polyethileneoxide modified polymer, MM 1900g/mol as the organic one. Due to their diffusion barrier properties, three different commercial clays, known as Cloisite®, Cloisite 20A® and Cloisite 30B® were used aiming to improve the release profile of diclofenac. Both the clay and the drug were incorporated during the hydrolysis and condensation steps of samples preparation. The nanoscopic structure of xerogels was analysed by Small-Angle X-Ray Scattering (SAXS) while the release properties of diclofenac were followed by UV-Visible spectroscopy. Intercalation or exfoliation properties of the clay lamellae structure were investigated by X-Ray Diffraction (XRD), while the thermal stability, the fusion and crystallization behaviour of nanocomposites were followed by using differential scattering calorimetry (DSC) and thermal analysis (TG-DTA). Irrespective of the clay amount, the XRD patterns of nanocomposites containing Cloisite® show an increase of the clay interlamellae distance, indicating the formation of intercalated structures. For nanocomposites containing the Cloisite 30B® clay, incorporated by means of a polar modifier, exfoliated structures were observed, while for that prepared with the Cloisite 20A® clay, incorporated using an apolar modifier, intercalated structures were observed. DSC curves have shown that hybrids containing clays present higher fusion point and crystallinity degree than hybrids containing clay and drug. Moreover thermal analysis shows that the clays addition improves the thermal properties of hybrids. The swellling of xerogels was... / Doutor

Orientador: Marcio Jose Tiera / Banca: Carla Cristina Schmitt Cavalheiro / Banca: Iêda Aparecida Pastre Fertonani / Resumo: O presente trabalho apresenta a síntese e caracterizaçao de derivados de quitosana obtidos pela reação com cloreto de 2-cloro dietilaminoetilamônio (DEAE Cl). Os derivados obtidos foram utilizados na síntese de nanopartículas para liberação controlada de genes. Inicialmente a quitosana comercial foi desacetilada e as sínteses foram realizadas em meio aquoso alcalino pela reação de substituição nucleofílica dos grupos amino da quitosana. A caracterização dos derivados foi realizada utilizando-se a espectroscopia de ressonância magnética nuclear de prótons (RMN-1 H), titulações potenciométricas e condutimétricas. Os derivados obtidos apresentaram proporções crescentes de DEAE (15%, 24%, 80% e 117%) e diferentes capacidades de tamponamento. A massa molecular viscosimétrica foi determinada por medidas de viscosidade e variou de 17 a 21 kDa. As titulações potenciométricas mostraram que a modificação de quitosana com o grupo DEAE permite aumentar a capacidade tamponante com respeito à quitosana e pode contribuir para aumentar a liberação de DNA e a eficiência do processo de transfecção gênica. O estudo dos derivados com DNA foi realizado utilizando-se as técnicas de fluorescência, eletroforese, espalhamento de luz dinâmico (tamanho das nanopartículas) e potencial zeta. O ensaio com brometo de etídio mostrou que a força de interação de DNA com os derivados depende tanto do grau de substituição por DEAE quanto da razão de cargas (N/P). Em altos valores de pH (7,4) todos os derivados interagem fortemente com DNA devido a presença dos grupos amino terciários e quaternários ligados a cadeia de quitosana. Os resultados de eletroforese mostram que a força de interação aumenta com o grau de substituição de DEAE e os resultados iniciais de espalhamento de luz mostram que nanopartículas estáveis podem ser obtidas em pH fisiólogico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the synthesis and characterization of chitosan derivatives obtained by reaction of chitosan with diethylaminoethyl chloride - Cl DEAE. The obtained derivatives were employed in the synthesis of nanoparticles for controlled delivery of genes. Commercial chitosan was deacetylated and the reactions were carried out in aqueous solution at pH 8.0 by the nucleophilic subsitituion of the chitosan amino groups. The characterization was performed using 1H NMR spectroscopy, potentiometric and conductimetric titrations. The obtained derivatives contain increasing proportions of DEAE (15%, 24%, 80% and 117%) and different buffering capacities. Viscosity measurements were performed to determine the viscoimetric molecular weight (Mv), which varied from 17 to 21 kDa. The potentiometric titrations showed that DEAE groups increase the buffering capacity of chitosan and this may contribute to increase the DNA delivery from nanoparticles and the efficiency of gene transfection. The study of interaction between the derivatives and DNA was performed using fluorescence, gel electrophoresis, dynamic light scattering and zeta potential. The ethidium bromide (EtBr) assay showed that the strenght of interaction between the derivatives and DNA depends on both, the degree of substitution (DS) and N/P charge ratio. At physiological pH all derivatives interacted with DNA due to the presence of tertiary quaternary amino groups attached to the chitosan main chain. The gel electrophoresis results showed that the strength of interaction increases with DS and the initial results employing light scattering techniques show that stable nanoparticles can be obtained in phyisological pH, which is clearly an important property in comparison to deacetylated chitosan. Transfection studies carried out with these derivatives confirmed that the presence of DEAE groups improves the transfection efficiency... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eloi da Silva Feitosa / Banca: Maria Elisabete Darbello Zaniquelli / Banca: Mário José Politi / Banca: Ieda Aparecida Pastre Fertonani / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: Poli(etilenoglicol) (PEG) é um polímero neutro hidrossolúvel, e brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e diododecildimetilamônio (DDAB) são surfactantes catiônicos dialquilados, C18 e C12, respectivamente, derivados da amônia quaternária, formadores de vesículas. As suas propriedades físicas, em solução aquosa, são bem conhecidas. No entanto, as propriedades de misturas desse polímero com esses surfactantes não o são. Investigamos a interação de PEG com DODAB e DDAB em solução aquosa, numa faixa de concentração total dos componentes até 1% em peso, e construímos diagramas de fases, com especial destaque para a fase vesicular. Utilizamos PEG com massa molecular entre 200 Da e 2 MDa e os diagramas de fases foram construídos a 25oC, isto é, acima da temperatura de transição gel-líquido cristal (Tm) de DDAB (Tm = 16oC) e abaixo da Tm de DODAB (Tm = 45oC). DODAB e DDAB têm a característica comum de formar vesículas unilamelares em baixas concentrações do surfactante e vesículas multilamelares em concentrações mais elevadas; em regiões intermediárias, vesículas uni e multilamelares coexistem em equilíbrio na solução. A fronteira entre essas regiões de vesículas não é muito bem definida e observamos, neste estudo, que o efeito de PEG na estrutura de agregados de DODAB e DDAB em água depende da massa molecular do polímero. Além disso, PEG favorece a formação de vesículas unilamelares em concentrações mais elevadas de DODAB e DDAB, quando predominam as vesículas multilamelares de DODAB puro (sem o polímero), possibilitando a formação de vesículas mistas de DODAB/PEG e DDAB/PEG em água e concentrações relativamente grandes desses surfactantes. Dentre os métodos experimentais empregados nesse estudo, destacamos, turbidimetria, fluorescência de estado estacionário, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e por titulação isotérmica (ITC) e análise visual por polarizadores cruzados. / Abstract: Poly (ethyleneglycol) (PEG) is a water soluble neutral polymer, and dioctadecyldimethylammonium (DODAB) and diododecyldimethylammonium (DDAB) bromide are double chain cationic surfactants derived from the quaternary ammonium that have been widely investigated due to their high application potential in different areas of the science and technology. The physical properties of PEG, DODAB and DDAB in aqueous solution are well-known. However, the properties of mixtures of the polymer with those surfactants are not. We investigated the interaction of PEG with DODAB and DDAB in aqueous solution, within a range of total concentration of the components of 0-1 wt%, and the phase diagrams built up, with special interest for the vesicular phases. We used PEG with molecular mass between 200 Da and 2 MDa and the phase diagrams were built up at 25°C, that is, above the melting temperature (Tm) of DDAB (Tm = 16°C) and below Tm of DODAB (Tm = 45°C). DODAB and DDAB have the common characteristic of forming unilamellar vesicles at low surfactant concentrations and umultilamellar vesicles at higher concentrations; at intermediate concentrations, uni- and multilamellar vesicles coexist in solution. The borders of these different vesicle phases are not well defined. We observed in this Thesis that the effect of PEG on the structures of DODAB and DDAB aggregates in water depends on the molecular mass of the polymer. Besides, PEG stabilizes the unilamellar vesicles at high concentrations of DODAB, where the multilamellar vesicles are the dominant structures present in solution, thus allowing the formation of mixed DODAB/PEG and DDAB/PEG vesicles in water at relatively high concentrations of these surfactants. The experimental methods used in this investigation include turbidimetry, steady-state fluorescence, differential scanning calorimetry (DSC), isothermal titration calorimetry (ITC), and visual analysis by crossed polaroids. / Doutor

Orientador: José Arana Varela / Resumo: Este trabalho propõe o estudo da influência dos métodos de síntese na obtenção da cerâmica (1-x)PMN-xPT, com x = 0,10; 0,28 e 0,35. Foram investigados muitos aspectos envolvidos em cada uma das metodologias de síntese, como quantidade de fases, reatividade superficial, homogeneidade química, densidade, perda de massa e propriedades elétricas. As metodologias de síntese abordam métodos químicos, físicos e mistos, de forma a mostrar suas aplicabilidades nas propriedades de algumas composições cerâmicas do sistema, incluindo x= 0,10, onde a propriedade é relaxora, x= 0,35 com propriedade ferroelétrica, e x= 0,28 com propriedade intermediária entre as duas. Os métodos químicos atuaram favoravelmente na obtenção de pós cerâmicos mais homogêneos e com maior reatividade superficial. Para os métodos mistos, a etapa de inserção do chumbo por via química durante a síntese dos pós de PMN-PT levou a melhores resultados do que a obtenção do pó via reação de estado sólido. Por fim, a associação da composição com a aplicação do material pôde ser estabelecida, sendo demonstrado que as cerâmicas PMN-PT 28 são melhores ferroelétricos e as cerâmicas PMN-PT 35, melhores piezoelétricos. / Abstract: This work aims at studying the influence of the synthesis method in the attainment of (1-x) PMN-xPT ceramics, with x = 0.10; 0.28 and 0.35. Many aspects related to each one of the synthesis methodologies had been investigated, as phase amount, superficial reactivity, chemical homogeneity, density, weigh loss and electrical properties. The synthesis methodologies concerned chemical, physical and mixed methods, in a manner of showing its applicability in the properties of some ceramic compositions of such system, including x = 0.10, for relaxor property, x = 0.35 for ferroelectric property, and x = 0.28 with an intermediate property between the two. The chemical methods have shown to be very favorable at getting more homogeneous ceramic powders and with higher superficial reactivity. For mixed methods, the stage of lead insertion via chemical method during PMN-PT powder synthesis led to better results if compared to the solid state reaction. Finally, the association between composition and material application could be established, being demonstrated that PMN-PT 28 ceramic exhibits better ferroelectric properties, while PMN-PT 35 ceramic, piezoelectric one. / Mestre

Orientador: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Wanderley Pereira de Oliveira / Banca: Cassia Roberta Malacrida Mayer / Banca: João Cláudio Thoméo / Banca: Andrea Carla da Silva Barreto / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção, as características físicoquímicas e a aplicação de betalaínas oriundas da beterraba (Beta vulgaris L.) microencapsuladas pelo processo de spray drying, utilizando agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo (temperatura e vazão do ar de secagem, concentração e formulação dos agentes carreadores) sobre a umidade das microcápsulas, rendimento do processo, solubilidade, retenção de betalaínas e parâmetros de cor, através de um delineamento composto central rotacional 24 . Foram produzidas partículas utilizando a mistura de dois agentes carreadores: maltodextrina 10 DE (Md) e amido de milho modificado (Am). A partir dos resultados do planejamento experimental, foi selecionado um grupo de quatro amostras para serem estudadas quanto à morfologia, distribuição de tamanho das partículas, isotermas de sorção, atividade antioxidante, temperatura de transição vítrea e estabilidade à luz e ao pH. Além disso, essas amostras foram aplicadas como corante natural em uma formulação modelo de queijo petit suisse, sendo submetidas a avaliação sensorial por teste de aceitação e intenção de compra juntamente com uma amostra comercial do mesmo produto. Em todos os ensaios de produção de microcápsulas foram obtidos baixos valores de umidade (0,16 a 2,91%) e elevada solubilidade (> 90%). O rendimento variou de 2,96 até 81,34% e a retenção de betalaínas nas microcápsulas variou entre 40 e 46%. As amostras com maior concentração total de carreadores resultaram em partículas maiores e com paredes mais lisas, o que está relacionado ao aumento da viscosidade da mistura a ser seca, além disso foram mais estáveis nos testes de estabilidade à luz, apresentando menor variação da cor ao longo de 98 dias de estudo. O processo de encapsulação ofereceu elevada... / Abstract: This study aimed to evaluate the production, physical-chemical characteristics, and the application of betalains derived from beetroots (Beta vulgaris L.) microencapsulated by spray drying using carrier agents. Initially, we assessed the influence of process conditions (temperature and drying air flow-rate, concentration and formulation of carrier agents) on the water content of the microcapsules, process yield, solubility, betalain retention and color parameters through a central composite design 24 . Particles were produced using blends of two carrier agents: maltodextrin 10 DE (Md) and modified corn starch (Am). Taking into account the results of the experimental design, a group of four samples was selected to be further evaluated regarding morphology, particle size distribution, sorption isotherms, antioxidant activity, glass transition temperature and stability to light and pH. In addition, these samples were applied as natural colorant in a model formulation of petit Suisse cheese, which was subjected to sensory evaluation for acceptance and purchase intention along with a sample of the corresponding commercial product. In all the production trials, the microcapsules presented low water content values (0.16 to 2.91%) and high solubility (> 90%). The yield ranged from 2.96 to 81.34%, and betalain retention in the microcapsules ranged between 40 and 46%. Samples with higher total carrier concentration resulted in larger particles and smoother walls, which are related to increased viscosity of the mixture to be dried; further, they were more stable under light exposure, presenting lower color changes up to 98 days of study. The encapsulation process provided high protection to the antioxidant compounds of betalains, keeping more than 70% of the activity in these samples when compared to the results obtained for the pure extract. The highest antioxidant activity was ... / Doutor

Orientador: Assis Vicente Benedetti / Co-orientador: Denise Bevilaqua / Banca: Hideko Yamanaka / Banca: Ana Teresa Lombardi / Banca: Zeki Naal / Banca: Patrícia Hatsue Suegama / Resumo: No presente trabalho é apresentado um estudo eletroquímico utilizando eletrodo de pasta de carbono com calcopirita (CuFeS2) contendo 50% em massa do mineral (tamanho de partícula < 38 mm) e grafite (tamanho de partícula: 20 mm) em solução salina ácida (pH 1,8) naturalmente aerada na ausência e presença de diferentes concentrações de íons ferrosos para avaliar a influência desses íons na resposta eletroquímica do sulfeto mineral na presença e ausência da bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans. O potencial de circuito aberto (EOC) foi lido antes de cada medida de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os ensaios de EIS foram realizados em diferentes tempos até 97 horas com eletrodo estático ou rotatório (1500 rpm). Alguns ensaios foram feitos aplicando potencial constante durante 4 horas seguidas de medidas de EIS. A análise qualitativa dos diagramas de impedância mostra duas constantes de tempo atribuídas ao processo de transferência de carga e de difusão, que podem ser alteradas pela presença de óxidos na superfície do mineral ou modificações da superfície da calcopirita produzidas durante o ensaio. A resposta com eletrodo rotatório mostrou menores arcos capacitivos do que na ausência de rotação sugerindo que o transporte de massa diminui a resistência de transferência de carga. Porém, nestes experimentos o arco capacitivo sempre aumentou com o tempo indicando possível modificação da superfície da calcopirita. A presença de bactéria juntamente com íons ferrosos elevou EOC e indicou a formação de um filme/biofilme na superfície do eletrodo, o qual não alterou significativamente o diâmetro do arco capacitivo, indicando que tais modificações não passivaram a superfície do eletrodo. Para uma análise quantitativa dos resultados obtidos com eletrodo estático foram sugeridos diferentes circuitos elétricos equivalentes (EEC) com arranjos de duas... / Abstract: We present an electrochemical study using carbon paste electrode modified with chalcopyrite (CuFeS2) containing 50 wt% of the mineral (particle size < 38 mm) and graphite (particle size @ 20 mm) in salt acid solutions (pH 1.8) naturally aerated with different ferrous ions concentrations to evaluate the influence of these ions on the electrochemical behavior of the mineral sulfide in the absence and presence of the bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans. The open circuit potential was read before each measuring electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The impedance tests were performed at different times up to 97 hours with static or rotating electrode (1500 rpm) by applying EOC. Some tests were performed by applying constant potential for 4 hours followed by EIS measurements. The qualitative analysis of the impedance diagrams show two time constants assigned to charge transfer and diffusion processes, which may be modified by the presence of oxides on the surface of the mineral or by chalcopyrite surface modifications produced during the test. The response with rotating disc electrode showed smaller capacitive arc than with static electrode suggesting that the mass transport decreases the charge transfer resistance. However, in these experiments the capacitive arc always increased with time indicating a possible modification of the surface of chalcopyrite. The presence of bacteria along with ferrous ions raised EOC and indicated the formation of a film / biofilm on the electrode surface, which did not significantly alter the diameter of the capacitive arc, showing that the modification did not passivate the electrode surface. For a quantitative analysis of the results obtained with a static electrode different equivalent electrical circuits (EEC) with two or three time constants have been suggested various, which were associated with the charge transfer process involving chalcopyrite, oxygen... / Doutor