Defeitos ósseos assumem importância na crescente prevalência de condições crônicas de saúde, agravando-se conforme o envelhecimento da população. O tratamento convencional baseia-se no transplante autólogo e abordagens extremamente invasivas. Uma proposta promissora é a obtenção de tecidos saudáveis em laboratórios utilizando suportes tridimensionais porosos (scaffolds) que atuarão como arcabouço para o crescimento e diferenciação de células tronco mesenquimais (CTMs) podendo ser otimizados para proporcionar adequada vascularização, uma importante característica na regeneração óssea. CTMs apresentam potencial de diferenciação, imunoregulação e angiogênese. O pico proteico F1 do soro do látex da seringueira Hevea brasiliensis apresenta importante atividade angiogênica e cicatrizante. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência de scaffolds de policaprolactona (PCL) colonizados com CTMs na osteogênese experimental in vitro e in vivo (xenotransplante), a segurança e a influência do pico F1 do látex em cultura de CTMs aplicadas no scaffold de PCL e PCL reforçado com diferentes concentrações de grafeno (PCL/grafeno) na proliferação e diferenciação osteogênica. Para isso, as CTMs foram isoladas do tecido adiposo humano (ADSCs), caracterizadas por imunofenotipagem e diferenciação in vitro. Scaffolds de PCL, produzidos por técnica de manufatura aditiva, foram avaliados quanto ao potencial de adesão/viabilidade celular (ensaio MTT), diferenciação osteogênica (vermelho de alizarina) e potencial in vivo de osteointegração e osteoindução em defeito crítico de calvária avaliados por histologia e imunoistoquímica. O pico F1 do látex, em diferentes concentrações, foi avaliado em cultura de ADSCs e fibroblastos 3T3 quanto a citotoxicidade (MTT), potencial proliferativo (timidina-tritiada), migratório (scratch assay) e indução osteogênica (fosfatase alcalina). Scaffolds de PCL foram reforçados com grafeno (PCL/grafeno), revestidos com pico F1 (adsorção), avaliados quanto a viabilidade/proliferação celular (Alamar blue) e diferenciação osteogênica (fosfatase alcalina e vermelho de alizarina). A imunofenotipagem das ADSCs demonstrou baixa percentagem para marcadores negativos, alta para os positivos e diferenciação in vitro, comprovando o sucesso do isolamento e manutenção das ADSCs. O scaffold de PCL apresentou não-toxicidade e diferenciação osteogênica induzida pelo meio de cultura. Scaffolds de PCL, pré-colonizado e não colonizado com ADSCs, foram implantados em defeito crítico de calvária de ratos. O grupo que recebeu scaffolds com ADSCs humanas proporcionou melhor formação óssea no animal, com participação direta e indireta das ADSCs neste processo. Nos ensaios in vitro com o pico F1 (cultura 2D), observou-se estímulo proliferativo para as concentrações de 0.00001% e 0.0001%, além de maior percentagem de migração celular para as concentrações de 0.001%, 0.0001% e 0.00001%, diferentes do controle. Os scaffolds de PCL/grafeno demonstraram estimulo proliferativo quando colonizados por ADSCs e este estímulo foi ainda maior em scaffolds revestidos com F1, principalmente na concentração de 0.75% de grafeno. Embora o pico F1 não tenha potencializado a diferenciação osteogênico em cultura 2D, este estímulo foi observado em scaffolds revestidos com F1 com superior atividade da fosfatase alcalina. Este trabalho demonstrou sucesso no emprego de ADSCs humanas e scaffolds in vitro e in vivo (transplante xenogênico) para regeneração óssea, além de apresentar dois promissores produtos para engenharia tecidual como os scaffolds com reforço de grafeno em baixas concentrações e o pico proteico F1 na proliferação e diferenciação celular. / The increment of life expectancy and frequency of chronic diseases in the population has led to an increasing incidence of chronic bone defects. Conventional treatment is based on autologous transplantation, which depends on extremely invasive approaches. A promising proposal is to obtain healthy tissues in laboratories using porous three-dimensional matriz (scaffolds), which enable cellular growth and differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs). Scaffolds can be optimized to provide adequate vascularization, a critical event to bone regeneration. MSCs have potential for differentiation, immunoregulation and angiogenesis. F1 natural latex protein from Hevea brasiliensis rubber tree presents important angiogenic and healing activity. The objective of this work was to investigate the influence of pre-colonized polycaprolactone (PCL) scaffolds on experimental in vitro and in vivo osteogenesis (xenotransplantation) and also the safety and influence of F1 protein on MSCs seeded on PCL and PCL reinforced with different concentrations of graphene scaffolds (PCL/graphene) in cell proliferation and osteogenic differentiation. MSCs were isolated from human adipose tissue (ADSCs), characterized by positive and negative markers and also in vitro differentiation. PCL Scaffolds, produced by an additive manufacturing technique, were evaluated for cell adhesion/viability potential (MTT assay), osteogenic differentiation (alizarin red) and in vivo xenogenic grafting potential for osteointegration and osteoinduction evaluated by histology and immunohistochemistry. F1 latex protein, prepared in different concentrations, was evaluated in contact with ADSCs and 3T3 fibroblasts culture in vitro regarding to cytotoxicity (MTT), proliferative potential (tritiated thymidine), migratory (scratch assay) and osteogenic induction (alkaline phosphatase). PCL scaffolds were reinforced with graphene (PCL/graphene scaffolds), coated with F1 protein (adsorption) and evaluated for cell viability/proliferation assay (Alamar blue) and osteogenic differentiation (alkaline phosphatase and alizarin red). ADSCs showed low percentage for negative markers, high percentage for positive markers and differentiation properties in vitro, providing enough information on the successful isolation and maintenance of human ADSCs. PCL scaffolds showed non-toxicity activity and osteogenic differentiation induced by culture medium. PCL scaffolds, pre-colonized and non-colonized with ADSCs, were implanted in a critical calvarial defect in rats. The group of rats which received scaffolds with ADSCs to treat the bone defect had improved bone formation with direct and indirect participation of ADSCs to the bone repair process. To in vitro assays with F1 (2D culture model), proliferative stimulus was observed to F1 0.00001% and 0.0001% samples, in addition to a higher percentage of cell migration to 0.001% and 0.0001%, different from control. PCL/graphene scaffolds demonstrated proliferative stimulation when colonized by ADSCs and this stimulus was even higher to F1 coated PCL/graphene scaffolds, mainly to 0.75% graphene. Although F1 have not enhanced osteogenic differentiation on 2D cell culture model, the stimulus was observed to F1 coated scaffolds with higher alkaline phosphatase activity. This work demonstrated success in the use of ADSCs and scaffolds for bone regeneration and presented two promising products to be applied in tissue engineering field, such as, scaffolds with graphene reinforcement at low concentration and F1 latex protein to improve cell proliferation and differentiation.

A dissertação enfoca propriedades das excitações eletrônicas do grafeno, um material bidimensional singular constituído por uma única camada de átomos de carbono, em duas situações: (i) grafeno com deformação geometrica e, (ii) nanofitas com condições de borda e autoenergia dos elétrons. Começamos com uma revisão da formulação do conhecido modelo de tight-binding para os portadores de carga e a sua representação para baixas energias através da equação de Dirac. Introduzimos uma deformação geométrica unidimensional na superfície do grafeno e usando a equação de Dirac na superfície curva calculamos a condutividade óptica. Previmos uma magnificação na condutividade para frequências específicas, associadas à transições intrabandas, na presença de um potencial químico e periodicidade na deformação. Em seguida estudamos as excitações eletrônicas em nanofitas de grafeno. Começamos revisando o modelo de tight-binding para nanofitas tipo zigzag e armchair. Rederivamos a relação de dispersão nesse modelo e em particular as soluções de estados de borda nas nanofitas tipo zigzag. Revisamos as abordagens mais conhecidas via equação de Dirac para modelar os elétrons nas nanofitas de grafeno e mostramos a equivalÊncia entre os formalismos. A nossa contribuição neste tópico foi introduzir um termo de autoenergia na equação de Dirac no formalismo onde temos um potencial no contorno cuja componente matricial mapeia os diferentes tipos de estrutura cristalina da borda. Nessa situação derivamos uma nova equação transcedental de autovalores, cuja soluções são os momentos transversos quantizados, considerando o efeito de termos de autoenergia. A equaçao transcedental é resolvida numericamente para vários tipos de borda, incluindo zigzag e armchair, e para dois tipos particulares de autoenergias. Em particular, mostramos em detalhes a influência da autoenergia nas soluções localizadas na borda. Por fim, também apresentamos as densidades eletrônicas ilustrando as várias soluções obtidas numericamente.

O problema de como descrever a dinâmica efetiva de partículas ou campos confinados a um espaço-tempo de baixa dimensão é de interesse em muitas áreas da física. Vários métodos foram propostos na literatura para atacar este problema. Recentemente, foram relatadas algumas evidências experimentais que são consistentes com a chamada abordagem de potencial confinante. À luz destes resultados, o objetivo desta tese é o de construir uma teoria quântica para partículas confinadas em uma subvariedade, imersa em um espaço-tempo plano, empregando o cenário conceitual da abordagem de potencial confinante. A tese está dividida em duas partes. A primeira parte é dedicada exclusivamente ao estudo da mecânica quântica em uma subvariedade. Para esta finalidade, deduzimos as equações efetivas de Schrödinger, Dirac e Klein-Gordon, em uma subvariedade curva, na presença de um campo electromagnético externo. Examinamos as características singulares estas equações e apresentamos algumas aplicações em física da matéria condensada. Na segunda parte, partimos da mecânica quântica na subvariedade e então formulamos a teoria quântica de campos (TQC) na subvariedade. Mostramos que a TQC \"livre\" em uma subvariedade pode ser representada esquematicamente como uma teoria de campos livres, em um fundo curvo, mais um potencial escalar e um campo externo SO(n - m) de Yang-Mills. Calculamos para essa teoria a ação efetiva em ordem de um laço para bósons e férmions a temperatura e potencial químico não nulos, em todas as ordens, usando a expansão de Seely-DeWitt. Para teorias com interações, demonstramos que a teoria conhecida como eletrodinâmica quântica reduzida (RQEDd?,de) pode ser recuperada a partir da abordagem de potencial confinante. Para uma teoria bidimensional, propomos uma grande classe de extensões do modelo de Schwinger, em que a interação entre férmions vai além do potencial linear. Demonstramos que, notavelmente, essas extensões são exatamente solúveis para férmions sem massa e que não há geração de massa dinâmica para os férmions. Além disso, construímos uma nova família de teorias que podem ser exatamente bosonizadas. Também mostramos que RQED4,2 tem as características necessárias para ser identificada como uma teoria de campo efetivo para fios de grafeno. Finalmente, estudamos o efeito da interação de campos magnéticos e pseudomagnéticos no grafeno. Para este sistema, calculamos o condensado fermiônico, a densidade de carga induzida de vácuo, a ação efetiva em ordem de um laço e a magnetização. Demonstramos que a presença de um campo pseudo-magnético diferente de zero torna possível observar experimentalmente uma densidade de carga induzida de vácuo. Além disso, vamos mostrar que é possível ter controle sobre a magnetização, bem como a massa dinâmica para cada vale no grafeno, quer seja por deformações ou variando o campo magnético aplicado. / The problem of how to describe the effective dynamics of particles or fields confined to a lower dimensional curved space-time is of interest in many areas of physics. In the literature, several methods have been proposed to attack this problem. Recently it has been reported some experimental evidences that are consistent with the so-called confining potential approach. In light of these results, the purpose of this thesis is to construct a quantum theory for particles confined in a submanifold of a flat space-time employing the theoretical framework of the confining potential approach. The thesis is divided into two parts. The first one is dedicated exclusively to the study of quantum mechanics on a submanifold. For this purpose, we derive the effective Schrödinger, Dirac and Klein-Gordon equations on a curved submanifold, in the presence of an external electromagnetic field. We examine the singular features of these equations and present some applications to condensed matter. In the second part of this thesis, we start from the quantum mechanics on the submanifold and then we formulate the quantum field theory (QFT) on the submanifold. We will show that the \"free\" QFT on a submanifold can be schematically represented as a quantum theory of free fields on a curved background plus a scalar potential and an external SO(n-m) Yang-Mills field. For this theory, we compute the one-loop effective action for scalars and fermions at finite temperature and chemical potential to all orders using the Seely-DeWitt expansion. For interacting theories, we will prove that the theory known as reduced quantum electrodynamics (RQEDd?,de) can be recovered from the confining potential approach. For a two-dimensional theory, we propose a large class of extensions of the Schwinger model, in which the interaction between fermions goes beyond the linear potential. We demonstrate that, remarkably, these extensions are exactly solvable for massless fermions and that there is no dynamical mass generation for the fermions. Furthermore, we construct a new family of exactly bosonized theories. We also show that RQED4,2 has the necessary features to be identified as an effective field theory for graphene wires. Finally, we study the effect of an interplay of real and pseudomagnetic fields in graphene. We compute the fermion condensate, the induced vacuum charge density, the one-loop effective action and the magnetization, for this system. We will show that the presence of a non-zero pseudomagnetic field makes it possible, experimentally, to observe an induced vacuum charge density. Moreover, we will show that it is possible to have control over the magnetization as well as the dynamical mass for each valley in graphene, by straining or varying the applied magnetic field.

Para o desenvolvimento dos sensores aqui descritos foram utilizados materiais inovadores considerando relatos atuais da literatura, materiais estes: óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido, nanocompósitos de grafeno e nanopartículas (ródio, antimônio e sílica mesoporosa desordenada), materiais híbridos a base de grafeno e quantum dots de CdTe, além de biossensores incorporando a enzima lacase. Estes materiais foram sintetizados utilizando metodologias específicas e caracterizados por diversas técnicas analíticas como microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia Raman, difração de raios-X, espectroscopias de UV-Vis e fotoluminescência, e técnicas eletroquímicas. Posteriormente, os materiais foram utilizados para modificação em eletrodos de carbono vítreo e utilizados na determinação de interferentes endócrinos (os hormônios estriol e 17β-estradiol) como sensores eletroquímicos em amostras ambientais e clínicas. Em essência, os eletrodos desenvolvidos apresentaram importantes vantagens, tais como alta sensibilidade, boa reprodutibilidade, simples instrumentação, fácil preparação e procedimentos analíticos rápidos, apresentando baixos limites de detecção, na ordem de picomolar e nanomolar, com baixa taxa de interferência de outras espécies na mesma matriz da amostra. Concluindo assim que as técnicas eletroquímicas podem ser facilmente aplicadas na determinação de interferentes endócrinos em amostras reais. / For the development of the sensors described here innovators materials were used considering current literature reports, these materials: Graphene oxide, reduced graphene oxide, nanocomposites graphene and nanoparticles (rhodium and antimony), hybrid materials of graphene and CdTe quantum dots, and biosensors incorporating the laccase enzyme. These materials were synthesized using specific methodologies and characterized by several analytical techniques such as transmission electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, UV-Vis and photoluminescence spectroscopy and electrochemical techniques. Subsequently, the materials were used for modification of glassy carbon electrodes to the determination of endocrine disruptors (estriol and 17β-estradiol hormone) as electrochemical sensors for environmental and clinical samples. In essence, developed electrodes showed important advantages such as high sensitivity, good reproducibility, simple instrumentation, easy preparation and quick analytical procedures, with low detection limits in the range of picomolar and nanomolar, low interference rate of other species in same matrix sample. Finally, electrochemical techniques can be easily applied in the determination of endocrine disruptors in real samples.

Orientador: Gustavo Martin Dalpian / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-graduação em Nanociências e materiais avançados, 2010.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O grafeno à atualmente o tÃpico mais corrente em fÃsica da materia condensada e ciÃncia dos materiais e foi isolado pela primeira vez a menos de quatro anos. O grafeno tem sido proposto como um material alternativo aos nanotubos de carbono em diversas aplicaÃÃes, devido a sua fÃcil sintetizaÃÃo e seu baixo custo. A fim de explorar uma potencial aplicaÃÃo dessas nanoestruturas em dispositivos eletrÃnicos, atravÃs de cÃlculos de primeiros princÃpios baseados na teoria do funcional da densidade, estudamos a interaÃÃo entre uma superfÃcie de grafeno e Ãtomos alcalinos (Li, Na e K) e halogÃnios (Cl, I e I2). Verificamos que a adsorÃÃo desses Ãtomos na superfÃcie do grafeno provoca significativas modificaÃÃes na estrutura eletrÃnica do grafeno. Observamos uma grande transferÃncia de carga entre os Ãtomos alcalinos (halogÃnios) e a superfÃcie do grafeno. Essas transferÃncias foram da ordem de 0,65-0,85 e- dos Ãtomos alcalinos para o grafeno e 0,37 (0,27) e- do grafeno para o Ãtomo de cloro (iodo). Os metais alcalinos apresentaram uma maior estabilidade sobre o centro de um hexÃgono do grafeno, tendo energias de ligaÃÃo entre -1,47 e -1,03 eV, onde a ordem de intensidade à dada por Li > K > Na. Essa predisposiÃÃo por um sÃtio especÃfico nÃo foi observada para os dois halogÃnios estudados. O Ãtomo de cloro apresentou uma maior estabilidade quando adsorvido sobre um Ãtomo da superfÃcie do grafeno, com energia de ligaÃÃo da ordem de 0,98 eV, no entanto, isso nÃo foi visto no caso do Ãtomo de iodo onde energias de ligaÃÃo equivalentes para todos os sÃtios estudados foram encontradas da ordem de 0,42 eV. A molÃcula I2 tambÃm nÃo apresentou uma predileÃÃo por uma sitio especÃfico da superfÃcie do grafeno, mas mostrou-se mais estÃvel quando adsorvida com seu eixo perpendicular ao plano do grafeno. / Graphene is currently the hottest topic in condensed-matter physics and materials science and was isolated less than four years ago. Graphene layers have been proposed as alternative materials for replacing carbon nanotubes in some applications, due to its easy synthesis and low costs. In order to explore potential applications of those nanostructures in electronic devices, through first principles based on the density functional theory, we studied the interaction between graphene surface and alkaline (Li, Na and K) and halogens (Cl, I and I$_2$ ) atoms. We verified that the adsorption of these atoms on the graphene surface cause significant modifications in the graphene electronic structure. We observed a large charge transfer between the alkaline (halogens) atoms and graphene surface. These charge transfers were found to be 0,65 - 0,85 e- from the alkaline atoms to graphene and 0,37 (0,27) e- from the graphene to chlorine (iodine) atoms. The alkaline atoms presented a larger stability on the center of one of the graphene hexagons, presenting binding energy in the range -1, 47 and -1, 03 eV, where the order of intensity is given by Li > K > Na. This predisposition for a specific site was not observed for the twostudied halogens. The chlorine atom present the larger stability when adsorbed on a top atom of the graphene surface with binding energy about 0, 98 eV, however this behavior was not be seen in the iodine atom case where equivalent binding energies for all the studied sites were found to be about 0,42 eV. The I2 molecule also does not present predilection for a specific site on the graphene surface, however it showed more stable when adsorbed with its axis perpendicular to the graphene surface plane.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T19:09:40Z No. of bitstreams: 1 RolffSpindola.pdf: 1912678 bytes, checksum: 00839e9b1b8a2b01a86770dd2561ec07 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RolffSpindola.pdf: 1912678 bytes, checksum: 00839e9b1b8a2b01a86770dd2561ec07 (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / A novel platform for electroanalysis of isoniazid based on multi-walled carbon nanotube oxide and graphene oxide composite as support to iron phthalocyanine (MWCNTO-GO/FePc) has been developed. The FePc/MWCNTO-GO modified electrode is sensible for isoniazid, decreasing substantially its oxidation potential to + 200 mV vs. Ag/AgCl. Electrochemical and electroanalytical properties of the FePc/MWCNTO-GO modified electrode were investigated by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, scanning electrochemical microscopy, and amperometry. The sensor presents better performance in 0,1 mol L-1 phosphate buffer at pH 7,4. Under optimized conditions, a linear response range from 5 μmol L-1 to 476 µmol L-1 was obtained with a sensitivity of 0,0225 μA L μmol-1. The limits of detection and quantification for isoniazid determination were 0,56 μmol L-1 and 1,88 μmol L-1, respectively. The relative standard deviation for 10 determinations of 100 μmol L-1 isoniazid was 2,5%. The sensor was successfully applied for isoniazid determination in artificial body fluids. / No presente trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma nova plataforma para eletroanálise de isoniazida baseada em (MWCNTO-GO/FePc). O eletrodo modificado com FePc/MWCNTO-GO diminuiu sensivelmente o potencial de oxidação da isoniazida para +200 mV vs. Ag/AgCl. As propriedades eletroquímicas e eletroanalíticas do eletrodo modificado com FePc/MWCNTO-GO foram investigadas por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletroquímica de varredura, e amperometria. O sensor apresentou melhor desempenho em tampão fosfato 0,1 mol L-1 com pH 7,4. Sob condições otimizadas uma faixa de resposta linear de 5 μmol L-1 a 476 µmol L-1 foi obtida com uma sensibilidade de 0,0225 μA L μmol-1. O limite de detecção e quantificação para a isoniazida foram determinados como sendo 0,56 μmol L-1 e 1,88 μmol L-1, respectivamente. O desvio padrão relativo para 10 determinações de 100 μmol L-1 de isoniazida foi de 2,5%. O sensor foi aplicado com sucesso para determinação de isoniazida em fluidos corporais artificiais.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-08-03T11:41:54Z No. of bitstreams: 1 Raiane Valenti Goncalves_Tese de doutorado.pdf: 4511385 bytes, checksum: ab531101c975ccd215f44d53f020cd71 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-08-06T13:49:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Raiane Valenti Goncalves_Tese de doutorado.pdf: 4511385 bytes, checksum: ab531101c975ccd215f44d53f020cd71 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:35:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raiane Valenti Goncalves_Tese de doutorado.pdf: 4511385 bytes, checksum: ab531101c975ccd215f44d53f020cd71 (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Due to environmetal and social concerns about synthetic polymers, studies on the preparation of polymers based on renewable sources have been explored by academia and industry. In this context, the use of cashew industry residues rich in phenolic compounds, such as cashew nut shell liquid (CNSL) and its derivative, cardanol, in the synthesis of polymeric materials may be a less aggressive alternative to environment. This work aims to prepare polymeric materials using phenols from the CNSL. The influence of phenols in nanostructured polyaniline (PAni) synthesis were evaluated. Hybrid materials based on PAni doped with cardanol and derivatives of graphene, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), were also prepared. In addition, the influence of cardanol and PAni doped with cardanol on the thermal properties of benzoxazine resins was investigated. The polymeric materials were characterized by FTIR, UV-vis, FESEM, TEM, XRD, TGA, DSC and four-point methodology for determination of electrical conductivity. From these results, it was found that cardanol and CNSL acted as primary dopants in the synthesis of conductive PAni (electrical conductivity in order 10-1 S.cm-1). CNSL acted as soft template and plasticizer for the conventional synthesis of nanofibers PAni doped with hydrochloric acid. The methodology developed for preparation of cardanol doped PAni combined with both GO and rGO was able to prepare conductive (electrical conductivity in order 100 S.cm-1) and nanostructured hybrid materials. Furthermore, cardanol and PAni doped with cardanol were incorporated into the benzoxazine matrix to form materials with thermal stability and crosslink density greater than those of the benzoxazine resin. / Devido ?s preocupa??es ambientais e sociais relacionadas aos pol?meros sint?ticos, os estudos sobre a prepara??o de pol?meros derivados de fontes renov?veis t?m sido explorados pela academia e ind?stria. Dentro desse contexto, o uso de res?duos da ind?stria do caju ricos em compostos fen?licos, tais como, o l?quido da casca da castanha de caju (LCC) e o seu derivado, o cardanol, na s?ntese de materiais polim?ricos pode ser uma alternativa menos agressiva ao meio ambiente. Este trabalho visa preparar materiais polim?ricos empregando fen?is provenientes do LCC. A influ?ncia da presen?a dos fen?is na s?ntese da polianilina (PAni) nanoestruturada foi avaliada. Materiais h?bridos baseados em PAni dopada com cardanol e derivados do grafeno, ?xido de grafeno (OG) e ?xido de grafeno reduzido (OGR), tamb?m foram preparados. Ainda, foi investigada a influ?ncia do cardanol e da PAni dopada com cardanol nas propriedades t?rmicas das resinas benzoxazinas. Os materiais polim?ricos foram caracterizados por FTIR, UV-vis, MEV-FEG, MET, DRX, TGA, DSC e metodologia de quatro pontas para determina??o de condutividade el?trica. A partir dos resultados, foi constatado que o cardanol e o LCC atuaram como dopantes prim?rios nas s?nteses de PAni condutiva (condutividade el?trica na ordem 10-1 S.cm-1). Al?m disso, o LCC atuou como soft template e plastificante para as s?nteses convencionais de nanofibras de PAni dopadas com ?cido clor?drico. A metodologia desenvolvida para o preparo de PAni dopada com cardanol combinada tanto com OG quanto com OGR foi capaz de preparar materiais h?bridos nanoestruturados e condutores (condutividade el?trica na ordem 100 S.cm-1). Ainda, cardanol e PAni dopada com cardanol foram incorporados a matriz de benzoxazina formando materiais com estabilidade t?rmica e densidade de reticula??o superiores ?quelas t?picas da resina benzoxazina.

[pt] O nanocompósito estudado com função de revestimento anticorrosivo é constituído de Epóxi Novolac Tipo II aditivado com grafeno, sintetizado através do processo de esfoliação/redução do grafite empregando microondas. O sistema epóxi utilizado é composto pelos componentes: A, baseado em bisfenol F e cargas inorgânicas, e o B, endurecedor baseado em um polímero aminado. A síntese do grafeno e sua aditivação no componente A, foram realizadas pelo CTNano - UFMG. O principal objetivo desta dissertação é o estudo da aplicabilidade do nanocompósito, onde o grafeno é utilizado como aditivo complementar em matriz polimérica (epóxi), como alternativa de maximizar a proteção anticorrosiva. Foram estudadas diferentes aditivações: CR (sem aditivo), e aditivadas (0.1 por cento e 0.5 por cento). O substrato utilizado foi o aço carbono 1020, cuja superfície foi preparada com jateamento abrasivo e em seguida revestida com uma pistola de ar comprimido e com solvente para auxiliar o processo. Para avaliar a eficiência destes revestimentos foram realizados ensaios de corrosão (Célula Atlas e Ensaios Cíclicos), teste de aderência (Pull Off), medida de espessura (MEV) e rugosidade do substrato através do rugosímetro analógico e microscopia óptica. Para a dispersão do grafeno foi adicionado diglidil éter de bisfenol A (DGEBA) como um diluente. Os resultados obtidos indicaram que o grafeno apresentava boa dispersão na matriz polimérica. Concentrações de grafeno acima de 0,1 por cento em massa levam à falha da proteção anticorrosiva. Este comportamento pode estar relacionado à presença de solvente residual ou DGEBA não reagido no sistema com grafeno, além de possível atuação de grafeno agregado como ponto de tensão. O mecanismo de adesão revestimento/substrato permaneceu inalterado para todas as aditivações estudadas. / [en] The studied nanocomposite with anticorrosive coating function is composed of Novolac Type II epoxy added with graphene, synthesized through the process of exfoliation / reduction of graphite using microwaves. The epoxy system used consists of the following components: A, based on bisphenol F and inorganic fillers, and B, hardener based on an amino polymer. The synthesis of graphene and its additivation in component A were performed by CTNano - UFMG. The main objective of this dissertation is the study of the applicability of the nanocomposite, where graphene is used as complementary additive in polymer matrix (epoxy), as an alternative to maximize anticorrosive protection. Different additives were studied: CR (without additive), and additives (0.1 percent and 0.5 percent). The substrate used was carbon steel 1020, the surface of which was prepared with abrasive blasting and then coated with a compressed air and solvent gun to aid the process. To evaluate the efficiency of these coatings were performed corrosion tests (Atlas Cell and Cyclic Tests), Pull Off test, thickness measurement (MEV) and roughness of the substrate through the analogous rugosimeter and optical microscopy. For the dispersion of graphene, diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) was added as a diluent. The results indicated that graphene showed good dispersion in the polymer matrix. Concentrations of graphene above 0.1 percent by mass lead to failure of the anticorrosive protection. This behavior may be related to the presence of residual solvent or unreacted DGEBA in the graphene system, in addition to the possibility of aggregated graphene as voltage point. The coating / substrate adhesion mechanism remained unchanged for all additives studied.

Submitted by RAPHAEL MAZZINE BARBOSA DE OLIVEIRA (mazzine.r@gmail.com) on 2018-08-31T12:54:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_RMAZZINE.pdf: 2481284 bytes, checksum: e17b453dc770c4f6b899c9c0a5de342a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) Previous issue date: 2018-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desde a primeira descrição de biossensor reportada por Clark e Lyons em 1962, houve um extenso trabalho no desenvolvimento e aprimoramento de novas técnicas de biossensoriamento para detecção de biomarcadores com relevância médica. Destaca-se nesse processo o estudo de superfície de eletrodos, pois esse influencia diretamente em aspectos como; sensibilidade, estabilidade e qualidade do sinal. Portanto, este projeto consiste em avaliar comparativamente três superfícies de eletrodos baseadas em nanoestruturas contendo nanopartículas de azul da Prússia, funcionando com sonda redox do sistema, e materiais carbonáceos (como óxido de grafeno e nanotubos de carbono) para aplicação em biossensores. Foram avaliados aspectos como composição, características capacitivas redox e estabilidade de sinal. A técnica de análise utilizada é a espectroscopia de capacitância eletroquímica (ECE) que apresenta vantagens como não usar amplificadores de sinal (sondas redox) em solução, configuração esta, importante para métodos de diagnóstico point-of-care. Das superfícies analisadas, a composta por nanopartículas de azul da Prússia e óxido de grafeno (PBNP+GO) apresentou os melhores parâmetros de estabilidade e compatibilidade com os aspectos teóricos da técnica de ECE, sendo então selecionada para realização de testes de biossensoriamento que, através da funcionalização da superfície com anticorpos Anti-IL-6, detectaram seletivamente a presença do biomarcador IL-6. / Since the first description of biosensor reported by Clark and Lyons in 1962, numerous works related to the development and enhancement of novel medical biosensing techniques have been published. In that context, it must be highlighted the study of electrode surfaces as it has direct influence in aspects like; sensitivity, stability and signal quality. Therefore, this project aims to evaluate three electrode surfaces based on nanostructures with Prussian blue nanoparticles, as redox probe, and carbonaceous materials (like graphene oxide and carbon nanotubes) and their application in biosensors. It was evaluated aspects like composition, redox capacitive characteristics and signal stability. The electrochemical capacitance spectroscopy technique (ECE) was used as it offers several advantages like no need of signal amplifiers (redox probes) in solution and, then, making this technique more adequate for point-of-care diagnosis. Among the analysed surfaces, the one composed by Prussian blue nanoparticles and graphene oxide (PBNP+GO) was identified as the best surface in terms of stability and compatibility to the theoretical aspects of ECE. Therefore, that structure was selected to further biosensing essays, by functionalizing the surface with Anti-IL-6 antibodies, that indicated the selective detection of the IL-6 biomarker. / 1583843