Neste trabalho propomos uma investigação através de simulações de dinâmica molecular da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas, tanto dentro de nanotubos funcionalizados quanto em membranas bi-dimensionais para dessalinização. No caso da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas de nanotubos nós encontramos uma quebra na relação de Stokes-Einstein para a difusão e a viscosidade da água. Essa quebra ocorre para os menores nanotubos − em que pelo menos duas camadas de água formam-se, condição para deslizamento de camadas necessária para o cálculo da viscosidade. O mecanismo por trás deste comportamento é ditado pela estrutura da água confinada. Esse resultado indica que algumas das características observadas para a água dentro de nanotubos hidrofóbicos, como nanotubos de carbono na natureza, são únicas. Encontramos uma grande dependência da dinâmica e estrutura da água confinada com as características polares do nanotubo, principalmente para nanotubos com diâmetros menores que 1 nm. Ao variarmos a temperatura do sistema, observamos ainda uma forte dependência da estruturação das moléculas de água com a temperatura, a ponto de apresentar transições entre estados mais e menos ocupados Nossos resultados de dinâmica molecular também mostram que membranas contendo nanoporos com sítios hidrofílicos entre regiões hidrofóbicas podem apresentar grande fluxo de água e reduzido transporte de íons, o que torna esses materiais excelentes candidatos para sistemas de dessalinização e limpeza de metais pesados. Ao acrescentarmos um químico floculante (cloreto de ferro) à água salgada, encontramos resultados ainda melhores para a rejeição de sal pelas membranas nanoporosas. Todos esses resultados demonstram a importância do estudo das propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas em interfaces aquosas. Em todos os casos, encontramos uma dependência inerente das propriedades de transporte da água com a característica polar da superfície de contato. / In this work we have proposed an investigation through molecular dynamics (MD) simulations of the water behavior at hydrophobic and hydrophilic surfaces in both functionalyzed nanotubes and two-dimensional nanpores. In the case of water at hydrophobic and hydrophilic nanotube surfaces, we have found a breakdown of the Stokes-Einstein relation for diffusion and viscosity of water confined in narrow hydrophobic nanopores. The mechanism underlying this behavior is dictated by the structure of water under confinement. This result indicates that some of the features observed for water inside hydrophobic carbon nanotubes cannot be observed in other nanopores. We have also found an important dependence of the water dynamics with the polar character of the nanotube, mostly for small diameters. By varying the temperature, both the dynamics and the water structuration are affected, presenting transitions between dense-packed and low-density states. Our results also shows that nanoporous membranes, with hydrophilic sites sandwiched between hydrophobic regions, can present an important flux of water molecules and reduced ion transportation, making these structures promising for desalination processes. By adding a flocculant ingredient (ferric chloride) to the salt water, we found even larger ion rejection rates. All the results point out the importance of studying hydrophilic and hydrophobic interfaces for water transport. In all the cases, we have found an ubiquitous dependence of water dynamic properties on the surface polarity.

During the last decades, K. pneumoniae has emerged as one of the most clinically significant pathogens, especially due to the high prevalence of strains producing extended spectrum β-lactamases (ESBL) and carbapenemases. The therapeutic options to treat these infections are constrained not only by this enzyme production, but also by the regular ability to form biofilms. The development of K. pneumoniae biofilms on the host tissue eventually protect the microorganisms from the action of antimicrobial agents and from the immune response, apart from driving the expression of virulence factors. Thus, the aim of this study was to detect mechanisms of resistance, adhesive properties and ability of multi-resistant K. pneumoniae clinical isolates to form biofilms. In the first stage of the study, 33 strains of K. pneumoniae with reduced susceptibility to carbapenems were isolated. By using phenotypic tests, 10 samples positive for the modified Hodge test were detected, suggesting the production of carbapenemases, and 2 strains manifested positivity for the synergic test with boronic acid, suggesting the production of KPC. When employing molecular techniques, such as polymerase chain reaction, the gene blaKPC was not detected, characterizing failure on the phenotypic detection of KPC. In the second stage of the study, 14 strains of multi-resistant K. pneumoniae were analyzed in order to verify the ability of biofilm formation, as well as adhesive/aggregative properties. Most of the strains analyzed presented low affinity to p-xylene, suggesting hydrophilic character, aside from strong affinity to the basic solvent ethyl acetate indicating acidic surface characteristics. It was also verified that the strains studied manifested high ability of biofilm formation and important adhesion in epithelial cells. The combination of all the characteristics studied may contribute to the survival of K. pneumoniae in the host and in the environment, as the organization of microorganisms in biofilms complicates the pharmacological treatment and favors its spread and multi-resistance. / Durante as últimas décadas, a Klebsiella pneumoniae tem emergido como um dos patógenos mais importantes clinicamente, especialmente em função da alta prevalência de amostras produtoras de beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) e carbapenemases. As opções terapêuticas para o tratamento destas infecções são limitadas não somente por esta produção enzimática, mas também pela frequente capacidade de formação de biofilmes. O estabelecimento de biofilmes de K. pneumoniae sobre tecidos do hospedeiro acaba por proteger os microrganismos da ação de agentes antimicrobianos e da resposta imunológica, além de conduzir a expressão de determinantes de virulência. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi detectar mecanismos de resistência, propriedades adesivas e capacidade de formação de biofilmes de isolados clínicos de K. pneumoniae multirresistentes. Na primeira fase deste estudo, foram isoladas 33 isolados clínicos de K. pneumoniae com perfil de sensibilidade reduzida aos carbapenêmicos. Através de testes fenotípicos foram detectadas 10 amostras que apresentaram positividade para o teste modificado de Hodge (MHT) sugerindo produção de carbapenemases e duas amostras que apresentaram positividade para o teste sinérgico com ácido borônico (AB), indicando produção de KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase). Quando utilizado ferramentas moleculares, como a reação em cadeia da polymerase, não foi detectado o gene blaKPC, caracterizando desta forma uma falha na detecção fenotípica de KPC. Na segunda fase deste estudo, foram analisadas 14 amostras de K. pneumoniae multirresistentes a fim de verificar a capacidade de formação de biofilmes, bem como propriedades adesivas/agregativas. A maioria das isolados clínicos analisadas apresentaram baixa afinidade ao xileno, sugerindo um caráter hidrofílico, além de alta afinidade ao solvente básico acetato de etila indicando características superficiais ácidas. Foi verificado ainda que os isolados clínicos estudados apresentaram alta capacidade de formação de biofilme e importante adesão em células epiteliais. As combinações de todas estas características estudadas podem contribuir para a sobrevivência de K. pneumoniae no hospedeiro e no ambiente, pois a organização dos microrganismos em biofilme dificulta o tratamento farmacológico e favorece a sua disseminação e multirresistência.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RubensCA_DISSERT3.pdf: 2459942 bytes, checksum: f001281d5b69338e66d3fe7b5d544a25 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / Os pol?meros biodegrad?veis, como o poli?cido l?ctico (PLA) apesar de consolidado nos campos farmac?uticos, m?dico e biom?dico como biomateriais ?teis para aplica??es variadas, por?m, depende da necessidade de funcionalizar a sua superf?cie estudando suas propriedades tais como hidrofilidade e hidrofobicidade favorecendo a intera??o do pol?mero com os materiais de aplica??o farmac?utica, m?dica e biom?dica. Este trabalho tem como objetivo produzir um material com caracter?sticas diferentes em cada um de seus lados, sendo um lado hidrof?lico e o outro hidrof?bico. O substrato t?xtil utilizado neste estudo foi um tecido de malha de composi??o 100% PLA que ? biodegrad?vel e biocompat?vel, o que possibilita sua aplica??o na ?rea biom?dica. Para modifica??o superficial foi utilizado o tratamento a plasma de baixa press?o. A t?cnica de modifica??o de superf?cie por plasma foi escolhida por ser uma tecnologia limpa, anticorrosiva e n?o t?xica ao contrario de muitos processos qu?micos convencionais utilizados na ind?stria t?xtil, al?m disso, n?o afeta as propriedades de massa do substrato. Neste estudo, um lado da superf?cie do substrato foi tratado com plasma oxig?nio, arg?nio e nitrog?nio, para o trabalho de melhoria da hidrofilidade da superf?cie e metano para a hidrofobicidade da amostra. A espectroscopia de emiss?o ?tica (OEE) foi utilizada para fazer o diagn?stico das esp?cies do plasma durante o tratamento. Ap?s o tratamento a plasma as amostras foram caracterizadas por medidas de ?ngulo de contato, microscopia eletr?nica de varredura (MEV), Espectroscopia de fotoel?trons de raios-X (XPS), Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de reflex?o total atenuada (ATR), medidas da ?rea de espalhamento do l?quido e arraste vertical. Onde foi caracterizado o aumento e diminui??o da molhabilidade das amostras tratadas por plasma bem como as vari?veis que contribu?ram para tal efeito. O tratamento das amostras de PLA com O2 + CH4 apresenta comportamento hidrof?lico no lado tratado com O2, apresentando aumento de rugosidade e grupos funcionais e no lado tratado com CH4, apresentando a forma??o de um filme polim?rico formado sobre a superf?cie da amostra. O tratamento com N2 + CH4 apresenta comportamento hidrof?bico, por?m com varia??es no fluxo do CH4 tem-se um controle da molhabilidade na superf?cie das amostras, podendo ir de hidrof?bico a hidrof?lico, neste tratamento as amostras apresentaram pequenas diferen?as de molhabilidade entre os lados tratados com plasma de N2 e com plasma de CH4

Neste trabalho propomos uma investigação através de simulações de dinâmica molecular da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas, tanto dentro de nanotubos funcionalizados quanto em membranas bi-dimensionais para dessalinização. No caso da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas de nanotubos nós encontramos uma quebra na relação de Stokes-Einstein para a difusão e a viscosidade da água. Essa quebra ocorre para os menores nanotubos − em que pelo menos duas camadas de água formam-se, condição para deslizamento de camadas necessária para o cálculo da viscosidade. O mecanismo por trás deste comportamento é ditado pela estrutura da água confinada. Esse resultado indica que algumas das características observadas para a água dentro de nanotubos hidrofóbicos, como nanotubos de carbono na natureza, são únicas. Encontramos uma grande dependência da dinâmica e estrutura da água confinada com as características polares do nanotubo, principalmente para nanotubos com diâmetros menores que 1 nm. Ao variarmos a temperatura do sistema, observamos ainda uma forte dependência da estruturação das moléculas de água com a temperatura, a ponto de apresentar transições entre estados mais e menos ocupados Nossos resultados de dinâmica molecular também mostram que membranas contendo nanoporos com sítios hidrofílicos entre regiões hidrofóbicas podem apresentar grande fluxo de água e reduzido transporte de íons, o que torna esses materiais excelentes candidatos para sistemas de dessalinização e limpeza de metais pesados. Ao acrescentarmos um químico floculante (cloreto de ferro) à água salgada, encontramos resultados ainda melhores para a rejeição de sal pelas membranas nanoporosas. Todos esses resultados demonstram a importância do estudo das propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas em interfaces aquosas. Em todos os casos, encontramos uma dependência inerente das propriedades de transporte da água com a característica polar da superfície de contato. / In this work we have proposed an investigation through molecular dynamics (MD) simulations of the water behavior at hydrophobic and hydrophilic surfaces in both functionalyzed nanotubes and two-dimensional nanpores. In the case of water at hydrophobic and hydrophilic nanotube surfaces, we have found a breakdown of the Stokes-Einstein relation for diffusion and viscosity of water confined in narrow hydrophobic nanopores. The mechanism underlying this behavior is dictated by the structure of water under confinement. This result indicates that some of the features observed for water inside hydrophobic carbon nanotubes cannot be observed in other nanopores. We have also found an important dependence of the water dynamics with the polar character of the nanotube, mostly for small diameters. By varying the temperature, both the dynamics and the water structuration are affected, presenting transitions between dense-packed and low-density states. Our results also shows that nanoporous membranes, with hydrophilic sites sandwiched between hydrophobic regions, can present an important flux of water molecules and reduced ion transportation, making these structures promising for desalination processes. By adding a flocculant ingredient (ferric chloride) to the salt water, we found even larger ion rejection rates. All the results point out the importance of studying hydrophilic and hydrophobic interfaces for water transport. In all the cases, we have found an ubiquitous dependence of water dynamic properties on the surface polarity.

O estudo do processo de fusão e solidificação da água contida dentro de materiais confinantes tem sido amplamente discutido em química, biologia, física, geologia, e com diversas aplicações tecnológicas, tais como aplicação na fabricação de etanol de segunda geração, ou etanol celulósico, separação de fases, fabricação de nanomateriais. Pesquisas mostraram que as temperaturas de transição da água nanoconfinada são muito sensíveis ao diâmetro do poro, mas que podem ser pouco afetadas pela natureza, hidrofóbica ou hidrofílica, da superfície do poro. Outra importante constatação em experimentos de fusão e congelamento em nanoporos é que nem toda água presente nos poros pode ser cristalizada até gelo. A existência de uma camada de água pré-fundida em nanoporos tem sido confirmada através de experimentos. Com o objetivo de entender mais profundamente como a temperatura de transição da água confinada depende da natureza da parede confinante e do tamanho do confinamento, propõe-se um modelo de nanoporos de celulose para o confinamento, onde varia-se o diâmetro e comprimento do nanoporo, além da natureza da parede do nanoporo. Nossos estudos, mostram que para sistemas hidrofóbicos, com formação de camada de água líquida na parede, as temperaturas de transição variam desde relativamente baixas, para menores valores de calor latente, até atingindo a temperatura de transição da água bulk, para calor latente mais alto. Enquanto que para sistemas hidrofílicos, para nenhum dos valores de calor latente trabalhados, e para nenhum tamanho do sistema, a temperatura de transição atinge o valor de bulk. / The study of the fusion process and water solidification inside confining materials has been widely discussed in Chemistry, Biology, Physics, and Geology, and has various technological applications as the usage and fabrication of second generation ethanol or cellulosic ethanol, phase separation, and nanomaterials fabrications. Researches have shown that nanoconfined water’s transition temperature are highly sensitive to the pore. Another interesting remark on freezing and fusion experiments on nanopores is that not all water present in pores can be crystallized into ice. The existence of a water layer pre-melted on nanopores has been confirmed through experiments. Aiming at understanding deeply how water’s transition temperature depends on the nature of the confining wall and size, a cellulose nanopore model is proposed to the confinement, where the nanopore diameter and length are varied, besides the nature of the wall of the nanopore. Our studies show that for hydrophobic systems, with the liquid water layer formation on the wall, the transition temperatures vary from relatively low latent heat to smaller values, even reaching the temperature transition on bulk water to higher latent heat. While for hydrophilic systems, for none of the latent heat used and no system size the transition temperature reaches bulk value.

Utilizando simulação de dinâmica molecular estudamos as propriedades termodin âmicas da água em um sistema com macromoléculas hidrofóbicas e hidrofílicas. Em um primeiro momento utilizamos um sistema com uma proteína imersa em água. Os dois modelos atomísticos utilizados foram o modelo SPC/E e o modelo TIP4P-2005 e a proteína utilizada foi a toxina oriunda do escorpião brasileiro, TS-Kappa. Observamos para o sistema bulk e para o sistema com a proteína hidratada um máximo valor de densidade. Porém, analisando a densidade próximo à superfície da proteína, o comportamento anômalo não está mais presente. Para baixas temperaturas densidade da água próximo à proteína é maior do que no bulk. Nossos resultados mostram que o número de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água na camada de hidratação da proteína, é menor que o número de ligações de hidrogênio para o sistema puro. A água na primeira camada de hidratação conecta-se com a superfície da proteína, além de ligar-se com outras moléculas de água vizinhas. medida que a temperatura diminui as moléculas de água tornam-se mais estruturadas próximo à região hidrofílica, e a densidade da água nessa região é maior do que a densidade da água na região hidrofóbica. Os resultados para a difusão nos mostram que a água diminui sua mobilidade na superfície da proteína, indicando uma maior conexão com sua superfície. Com o objetivo de estudar o comportamento da água em um sistema com interações hidrofílicas e hidrofóbicas, usamos um modelo mínimo com duas placas paralelas imersas em um uido do tipo-água. Nossos resultados indicam que a densidade da água aumenta com a diminuição da temperatura e a água torna-se mais estruturada a medida que a temperatura diminui. / Using a molecular dynamics simulation we studied the thermodynamic properties of water in a system with a hydrophilic and hydrophobic macromolecule. At rst, we used a system with a protein immersed in water. The models used were the SPC/E and the TIP4P-2005 water model and the chosen protein was the Brazilian scorpion toxin TS-Kappa. For bulk system and the protein hydrated system, the maximum value of density is present. However, the density of water near to the protein surface, the anomalous behavior is no longer veri ed. At lower temperatures the density of water near to protein surface is higher than the bulk. Our results show that the number of hydrogen bonds between water molecules in the hydration shell is lower than the number of hydrogen bonds in bulk water. The water in the rst hydration shell connect with the hydrophilic protein surface besides the hydrogen bonds with other water molecules. As the temperature is decreased the water is more structured near the hydrophilic amino acid and the density in this region is higher than the density of water in the hydrophobic region. The di usion values of water shows that hydration water is more connected with the protein surface, so the di usion coe cient decreases in this region. In order to investigate the behavior of water in a hydrophobic and a hydrophilic system, we used a simple model of parallel plates immersed in a water-like uid. Our results suggests the density of water increases with the decrease of temperature and the water is more structured as the temperatures is decreased.

A produção de filmes biodegradáveis à base de amido representa um desafio tecnológico, pois estas matrizes são altamente sensíveis à água. Neste sentido, as pesquisas estão sendo realizadas a fim de melhorar as caraterísticas de hidrofobicidade sem afetar a integridade estrutural das matrizes. Dentre os compostos comumente empregados para melhorar as características de filmes biodegradáveis, pode-se mencionar os óleos e ácidos graxos. O óleo de sementes de melancia apresenta alto potencial de aplicação em matrizes filmogênicas, pois além da possibilidade de melhorar as propriedades de barreira, apresenta compostos fitoquímicos com atividade antioxidante, que podem conferir um caráter ativo aos materiais produzidos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes à base de amido modificado de mandioca e óleo de sementes de melancia. O óleo de sementes de melancia foi extraído por batelada com etanol pressurizado, sob diferentes temperaturas de extração (40, 60 e 80°C) e diferentes comprimentos de leito de extração (L1 = 4,2 cm, L2 = 9,8 cm e L3 = 15,8 cm). A cinética de extração foi matematicamente descrita utilizando-se o modelo de Peleg e os óleos caraterizados quanto à atividade antioxidante. Posteriormente foram testados quatro amidos modificados de mandioca (amido reticulado, AR; amido acetilado, AA; amido não modificado, ANM e amido duplamente modificado, AAR) com a finalidade de selecionar o que apresentasse melhores caraterísticas na produção de filmes quanto ao caráter hidrofóbico. Os filmes foram produzidos pela técnica de casting, utilizando - se concentrações fixas de amido e sorbitol (4 e 1,2 g/100g de solução filmogênica, respectivamente). O caráter hidrofóbico das matrizes foi avaliado pela determinação da solubilidade, grau de inchamento, permeabilidade ao vapor de água e ângulo de contato. Adicionalmente, foram produzidas emulsões através da técnica de Pickering, com diferentes concentrações de óleo e amido e caraterizadas quanto à estabilidade, tamanho de partículas e polidispersidade. A emulsão com maior estabilidade foi incorporada na formulação de filmes à base de AR em concentrações de 0 a 0,5 g de óleo na emulsão/100 g de solução filmogênica. Todos os filmes foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, microscopia, espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios X, cor, solubilidade, inchamento, permeabilidade ao vapor de água e ângulo de contato. Os resultados da extração de óleos mostraram rendimentos superiores sob temperaturas de 80°C e melhor atividade antioxidante a 60°C. O modelo de Peleg apresentou um bom ajuste, observando-se coeficientes de correlação altos (R2 > 0,90). A caraterização dos filmes produzidos com diferentes amidos modificados mostrou que o AR formou matrizes com maior ângulo de contato, menor grau de inchamento e maior resistência mecânica. As emulsões com maior de estabilidade foram produzidas com altas concentrações de óleo e amido (15 e 12 g/100 g de emulsão, respectivamente). Os filmes produzidos com incorporação de óleo na forma de emulsão Pickering apresentaram caráter mais hidrofóbico, sendo também alteradas as caraterísticas estruturais com o aumento da concentração de óleo. Os filmes produzidos com a incorporação de óleo em forma de emulsão apresentaram conteúdos de fenólicos totais de 0,19 a 5,68 mg equivalente de ácido gálico/100g de filmes. No entanto, os filmes não apresentaram atividade antioxidante frente ao radical DPPH•. / The production of biodegradable films based on starch represents a technological challenge because these matrices are highly sensitive to water. In this sense, the research is being carried out in order to improve the characteristics of hydrophobicity without affecting the structural integrity of the matrices. Among the compounds commonly used to improve the characteristics of biodegradable films, the oils and fatty acids can be highlighted. The oil of the watermelon seeds presents high potential of application in filmogenic matrices because in addition to the possibility of improving the barrier properties, it presents phytochemical compounds with antioxidant activity, which can impart an active characteristic to the produced materials. In this context, the objective of this work was to develop and characterize films based on modified cassava starch and watermelon oil. The watermelon oil was extracted in batches with pressurized ethanol under different extraction temperatures (40, 60, and 80°C) and different extraction bed lengths (L1 = 4.2 cm, L2 = 9.8 cm, and L3 = 15.8 cm). The kinetics of extraction were mathematically described using the Peleg model and the oils characterized for antioxidant activity. Four modified starches of cassava (reticulated starch, AR, acetylated starch, AA, unmodified starch, ANM, and doubly modified starch, AAR) were then tested in order to select the material with the best hydrophobic characteristics. The films were produced by the casting technique, using fixed concentrations of starch and sorbitol (4 and 1.2 g/100 g of film-forming solution, respectively). The hydrophobic characteristic of the matrices was evaluated by determining the solubility, degree of swelling, permeability to water vapor, and contact angle. In addition, emulsions were produced using the Pickering technique with different concentrations of oil and starch and then, characterized for stability, particle size, and polydispersity. The results of the extraction showed higher yields under temperatures of 80°C and better antioxidant activity at 60°C. The Peleg model presented a good fit, observing high correlation coefficients (R2> 0.90). The characterization of the films produced with different modified starches showed that AR formed matrices with higher contact angle, lower degree of swelling, and higher mechanical resistance. Emulsions with the highest degree of stability were produced with high concentrations of oil and starch (15 and 12 g/100 g of emulsion, respectively). The films produced with oil incorporation in the form of Pickering emulsion presented a more hydrophobic characteristic, and the structural characteristics were also altered with the increase of oil concentration. The films produced with the incorporation of oil in emulsion form presented total phenolic contents of 0.19 to 5.68 mg of gallic acid equivalent/100 g of films. However, the films did not present antioxidant activity against the DPPH• radical.

Utilizando simulação de dinâmica molecular estudamos as propriedades termodin âmicas da água em um sistema com macromoléculas hidrofóbicas e hidrofílicas. Em um primeiro momento utilizamos um sistema com uma proteína imersa em água. Os dois modelos atomísticos utilizados foram o modelo SPC/E e o modelo TIP4P-2005 e a proteína utilizada foi a toxina oriunda do escorpião brasileiro, TS-Kappa. Observamos para o sistema bulk e para o sistema com a proteína hidratada um máximo valor de densidade. Porém, analisando a densidade próximo à superfície da proteína, o comportamento anômalo não está mais presente. Para baixas temperaturas densidade da água próximo à proteína é maior do que no bulk. Nossos resultados mostram que o número de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água na camada de hidratação da proteína, é menor que o número de ligações de hidrogênio para o sistema puro. A água na primeira camada de hidratação conecta-se com a superfície da proteína, além de ligar-se com outras moléculas de água vizinhas. medida que a temperatura diminui as moléculas de água tornam-se mais estruturadas próximo à região hidrofílica, e a densidade da água nessa região é maior do que a densidade da água na região hidrofóbica. Os resultados para a difusão nos mostram que a água diminui sua mobilidade na superfície da proteína, indicando uma maior conexão com sua superfície. Com o objetivo de estudar o comportamento da água em um sistema com interações hidrofílicas e hidrofóbicas, usamos um modelo mínimo com duas placas paralelas imersas em um uido do tipo-água. Nossos resultados indicam que a densidade da água aumenta com a diminuição da temperatura e a água torna-se mais estruturada a medida que a temperatura diminui. / Using a molecular dynamics simulation we studied the thermodynamic properties of water in a system with a hydrophilic and hydrophobic macromolecule. At rst, we used a system with a protein immersed in water. The models used were the SPC/E and the TIP4P-2005 water model and the chosen protein was the Brazilian scorpion toxin TS-Kappa. For bulk system and the protein hydrated system, the maximum value of density is present. However, the density of water near to the protein surface, the anomalous behavior is no longer veri ed. At lower temperatures the density of water near to protein surface is higher than the bulk. Our results show that the number of hydrogen bonds between water molecules in the hydration shell is lower than the number of hydrogen bonds in bulk water. The water in the rst hydration shell connect with the hydrophilic protein surface besides the hydrogen bonds with other water molecules. As the temperature is decreased the water is more structured near the hydrophilic amino acid and the density in this region is higher than the density of water in the hydrophobic region. The di usion values of water shows that hydration water is more connected with the protein surface, so the di usion coe cient decreases in this region. In order to investigate the behavior of water in a hydrophobic and a hydrophilic system, we used a simple model of parallel plates immersed in a water-like uid. Our results suggests the density of water increases with the decrease of temperature and the water is more structured as the temperatures is decreased.

A utilização de soluções químicas para desinfecção de próteses totais constitui atualmente uma das opções para a manutenção da limpeza e saúde na cavidade oral de pacientes portadores de dentaduras. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de duas soluções desinfetantes (Hipoclorito de sódio 1% e Gluconato de clorexidina 4%), na hidrofobicidade superficial e adesão de Candida albicans ATTC 90028 sobre resina acrílica termopolimerizável, inicialmente e após 1, 7, 15 e 30 ciclos de desinfecção química, além de verificar o efeito da formação da película adquirida salivar sobre as duas variáveis avaliadas através de mensuração de ângulo de contato e microscopia de fluorescência. Para a mensuração da hidrofobicidade superficial 18 espécimes (10 x 25 x 2 mm) foram confeccionados em resina acrílica termopolimerizável e desinfetados, simulando a implementação de um protocolo de desinfecção diária durante 30 dias. Após completar o número de desinfecções de cada um dos períodos avaliados, mensurações de ângulo de contato foram feitas antes e depois da formação da película adquirida salivar. Para os testes de adesão de C. albicans à resina acrílica termopolimerizável, 180 espécimes (5 x 5 x 1 mm) foram confeccionados em resina acrílica termopolimerizável e desinfetados e divididos em vários períodos (Inicial-1-7-15-30 ciclos de desinfecção). Após completar o número de desinfecções de cada um dos períodos avaliados, foram feitos ensaios de adesão de C. albicans utilizando o fluorocromo laranja de acridina para posterior visualização mediante o uso de microscópio de fluorescência. Os dados de hidrofobicidade superficial foram analisados através do teste paramétrico ANOVA medidas repetidas e T-Student. Para os resultados de adesão de C. albicans foi utilizado o teste não paramétrico Kruskall Wallis e teste de Dunn. Para correlacionar as variáveis foi utilizado o teste de Pearson. Os resultados obtidos demonstraram que a imersão da resina acrílica em soluções desinfetantes diminui a adesão de C. albicans e os valores de hidrofobicidade superficial em todos os grupos após 30 desinfecções químicas. A formação da película adquirida salivar diminui a adesão de C. albicans e hidrofobicidade Resumo superficial, em todos os grupos após 30 desinfecções químicas. Não existe correlação entre os valores de adesão de C. albicans e hidrofobicidade superficial da resina acrílica termopolimerizável após desinfecção química, exceto para os grupos controle e Gluconato de clorexidina 4% prévio a formação da película adquirida salivar. / The use of chemical solutions for dentures disinfection currently constitutes one of the options for the maintenance of the cleanness and oral health of dentures users. The objective of this study was to evaluate the effect of two disinfecting solutions (Sodium Hypochlorite 1% and Gluconate chlorhexidine 4%), on the acrylic resin surface hydrophobicity and adhesion of Candida albicans ATTC 90028 on the heat-cure acrylic resin before and after 1, 7, 15 and 30 chemical disinfectant cycles. Furthermore to verify the effect of the formation of the acquired salivary pellicle on the variables, evaluated through contact angle measurements and fluorescence microscopy. For the surface hydrophobicity assay, 18 specimens (10 x 25 x 2 mm) had been confectioned in heat cure acrylic resin and disinfected, simulating the implementation of a daily dentures chemical disinfection protocol, during 30 days. After each disinfection period, contact angle measurements were made before and after the acquired salivary pellicle formation. For C. albicans adhesion assay, 180 specimens (5 x 5 x 1 mm) had been confectioned in heat cure acrylic resin, chemically disinfected and divided in: Initial, 1, 7, 15 and 30 disinfection cycles. After completed each period of chemical disinfection C. albicans adhesion analysis had been made using, fluorocrome acridine orange for posterior visualization by the use of fluorescence microscope. The data of acrylic resin surface hydrophobicity had been analyzed through parametric test ANOVA repeated measures and T-Student. For the C. albicans adherence results, Kruskall Wallis no parametric test and Dunns test were used. To correlate the variables Pearson test were used. The results had demonstrated that the immersion of the heat cure acrylic resin in disinfecting solutions diminishes the adhesion of C. albicans and the values of acrylic resin surface hydrophobicity, in all the groups, in a period of 30 cycles. The formation of the acquired salivary pellicle diminishes the adhesion of C. albicans and acrylic surface hydrophobicity in all the groups in a period of 30 cycles. Correlation does not exist Abstract between the values of C. albicans adhesion and acrylic surface hydrophobicity after chemical disinfection, except for the Control group and Gluconate chlorhexidine 4% group before the formation of the acquired salivary pellicle.

Neste trabalho propomos uma investigação através de simulações de dinâmica molecular da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas, tanto dentro de nanotubos funcionalizados quanto em membranas bi-dimensionais para dessalinização. No caso da água em contato com superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas de nanotubos nós encontramos uma quebra na relação de Stokes-Einstein para a difusão e a viscosidade da água. Essa quebra ocorre para os menores nanotubos − em que pelo menos duas camadas de água formam-se, condição para deslizamento de camadas necessária para o cálculo da viscosidade. O mecanismo por trás deste comportamento é ditado pela estrutura da água confinada. Esse resultado indica que algumas das características observadas para a água dentro de nanotubos hidrofóbicos, como nanotubos de carbono na natureza, são únicas. Encontramos uma grande dependência da dinâmica e estrutura da água confinada com as características polares do nanotubo, principalmente para nanotubos com diâmetros menores que 1 nm. Ao variarmos a temperatura do sistema, observamos ainda uma forte dependência da estruturação das moléculas de água com a temperatura, a ponto de apresentar transições entre estados mais e menos ocupados Nossos resultados de dinâmica molecular também mostram que membranas contendo nanoporos com sítios hidrofílicos entre regiões hidrofóbicas podem apresentar grande fluxo de água e reduzido transporte de íons, o que torna esses materiais excelentes candidatos para sistemas de dessalinização e limpeza de metais pesados. Ao acrescentarmos um químico floculante (cloreto de ferro) à água salgada, encontramos resultados ainda melhores para a rejeição de sal pelas membranas nanoporosas. Todos esses resultados demonstram a importância do estudo das propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas em interfaces aquosas. Em todos os casos, encontramos uma dependência inerente das propriedades de transporte da água com a característica polar da superfície de contato. / In this work we have proposed an investigation through molecular dynamics (MD) simulations of the water behavior at hydrophobic and hydrophilic surfaces in both functionalyzed nanotubes and two-dimensional nanpores. In the case of water at hydrophobic and hydrophilic nanotube surfaces, we have found a breakdown of the Stokes-Einstein relation for diffusion and viscosity of water confined in narrow hydrophobic nanopores. The mechanism underlying this behavior is dictated by the structure of water under confinement. This result indicates that some of the features observed for water inside hydrophobic carbon nanotubes cannot be observed in other nanopores. We have also found an important dependence of the water dynamics with the polar character of the nanotube, mostly for small diameters. By varying the temperature, both the dynamics and the water structuration are affected, presenting transitions between dense-packed and low-density states. Our results also shows that nanoporous membranes, with hydrophilic sites sandwiched between hydrophobic regions, can present an important flux of water molecules and reduced ion transportation, making these structures promising for desalination processes. By adding a flocculant ingredient (ferric chloride) to the salt water, we found even larger ion rejection rates. All the results point out the importance of studying hydrophilic and hydrophobic interfaces for water transport. In all the cases, we have found an ubiquitous dependence of water dynamic properties on the surface polarity.