O entendimento e o controle das propriedades de materiais nanoestruturados em função do seu tamanho, forma e composição, por exemplo, é fundamental para o avanço da chamada nanotecnologia. Nanofios metálicos, em particular, são interessantes pois possibilitam a investigação de propriedades de sistemas com baixa dimensionalidade, além de serem considerados candidatos a elemento de interligação de unidades fundamentais de uma eletrônica no nível molecular. Efeitos de temperatura sobre o rompimento de nanofios monoatômicos de ouro puros e com impurezas de hidrogênio ou carbono foram investigados de modo sistemático, através da utilização do método de Dinâmica Molecular ab initio, na temperatura de 300 K. De acordo com a metodologia utilizada e as impurezas estudadas, os resultados mostraram que os sistemas são estáveis para longo tempo de simulação (20 ps) e que o hidrogênio é o candidato mais apropriado para explicar as distâncias Au-Au da ordem de 3.6 ºA que são observadas experimentalmente. Questões associadas à ruptura, tais como o entendimento do mecanismo físico envolvido no processo, o papel das flutuações térmicas e o efeito da presença de impureza, são discutidas com base em um modelo de triplas de átomos e de dados estatísticos obtidos de simulações de dinâmica molecular. A partir do modelo, a ruptura pôde ser entendida através de instabilidades observadas no perfil da superfície de energia potencial para ligações suficientemente estressadas. As flutuações térmicas seriam então as res- ponsáveis por levar o tamanho das triplas para os valores instáveis. Este modelo foi capaz ainda de explicar fatos como a não observação de eventos de ruptura em ligações do tipo Au-X (X=H,C), e a probabilidade maior de um fio com impureza de H ou C romper na ligação Au-Au mais afastada da impureza. O estudo de efeitos de tempe- ratura foi estendido para 106T6500 K. Nanofios com outros tamanhos de cadeia (3, 4 ou 6 átomos), na temperatura de 300 K, também foram estudados. De forma geral, os resultados mostraram que a temperatura possui essencialmente o efeito de aumentar a amplitude das flutuações, não modificando os valores médios das distâncias interatômicas da cadeia. Um estudo estatístico das simulações permitiu ainda entender o comportamento destas flutuações, que escala com a raiz quadrada da temperatura do sistema. Um aspecto importante das simulações envolvendo átomos de hidrogênio refere-se a efeitos quânticos que estariam sendo negligenciados. De acordo com os resultados obtidos da dinâmica, o movimento vibracional transversal do H conferia ao sistema uma instabilidade que supostamente seria fruto de uma abordagem inapropriada, já que graus de liberdade clássicos estariam sendo excitados indevidamente. Foi proposto então uma metodologia onde o movimento vibracional do H é substituído por um movimento \"adiabático\", de modo que ele se acomoda (quase) instantaneamente ao movimento mais lento do resto do sistema, através de seu posicionamento no mínimo do potencial local. Dentro desta perspectiva, esta metodologia seria mais realista que a dinâmica realizada de forma convencional, fornecendo, portanto, valores com maior nível de confiança. A distância Au-H-Au aumentou com a utilização desta aproximação, concordando com medidas experimentais de distâncias Au-Au em cadeias monoatômicas da ordem de 3.6 ºA. / The understanding and control of the properties of nanostructured materials as a function of their length, shape and composition, for example, is fundamental to improve the so called nanotechnology. Gold nanowires, in particular, are interesting since they not only allow the investigation of the properties of low-dimensional systems, but have also been thought of as candidates for nanometric interconnection elements. Temperature effects in the stability of pure, H or C doped atomically thin gold nanowires were systematically investigated with ab initio Molecular Dynamics simulations at temperature of 300 K. The results showed that the systems are stable for long time simulations (20 ps), and within the present hypothesis, the hydrogen is the best candidate to explain the large Au-Au distances of order of 3.6 ºA that are experimentally observed. Questions about the nanowires rupture, such as the understanding of the physical mechanism involved, the role of the thermal fluctuations and the effect of impurities, are discussed in accordance with a model of triplet of atoms and the statistical results obtained from the molecular dynamics simulations. The triplets model allowed the understanding of the rupture through instabilities observed in the potential energy surface profile when the bonds are su±ciently stressed. Thermal fluctuations would be responsible to lead to these unstable distances. Additionally, this model was able to explain facts such as why the rupture never occurred at Au-X bonds (X=H,C), and the higher probability that a nanowire with H or C impurity has to break on the Au-Au bond more distant from impurity. The study of temperature effects was extended to 106T6500 K. Nanowires with other length chains (3, 4 or 6 atoms) at temperature of 300 K were also studied. In general, the results showed that the effect of temperature is basically to increase the amplitude of the fluctuations, however, it does not modify the average interatomic distances of the chain. A statistical study also allowed to understand the behavior of these fluctuations, which scale with the square root of the temperature. An important aspect of the simulations involving hydrogen atoms is associated with quantum effects that are not taken into account. According to the molecular dynamics results, the transversal vibration of the H atom provided an instability to the system, that supposedly would be produced by an inappropriate treatment, since these degrees of freedom would be inappropriately excited. So, a methodology was proposed where the vibrational motion of the H is replaced by an \\adiabatic\" motion, with the hydrogen following (quasi) instantaneously the slower motion of the remainder system, being positioned at the local minimum of the potential. In this picture, this methodology would be more realistic than the conventional dynamics, allowing to obtain more reliable results. The Au-H-Au distance increased in this approximation, being in good agreement with the Au-Au distances measured experimentally in monoatomic chains, of the order of 3.6 ºA.

Nanoestruturas apresentam algumas propriedades que as diferem dos materiais em escalas maiores, o que abre uma série de possibilidades no campo de aplicação. Um ponto importante em nanotecnologia é o desenvolvimento de métodos adequados para a análise e caracterização de nanoestruturas. Este trabalho estuda o uso de Espectrometria por Retroespalhamento Rutherford (RBS) para a análise e caracterização de micro e nanoestruturas de Cu fabricadas utilizando membranas poliméricas Nuclepore® como moldes. As estruturas foram obtidas através do preenchimento dos poros dessas membranas com Cu por eletrodeposição, crescidas sobre um filme fino de Au com espessuras entre 5nm e 500nm depositado em um lado das membranas por Deposição Física em vácuo (PVD) e reforçado por um substrato espesso de Cu com cerca de 10um depositado sobre o filme de Au. Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) foram usadas para caracterizar as amostras. Analisando as amostras com micro e nanocilindros, a mudança do espectro RBS como uma função do ângulo de inclinação da amostra foi estudada usando a abordagem de Metzner et al (2007) generalizada para estruturas 3D em simulações numéricas. O diâmetro das micro e nanoestruturas variam entre 50 e 400nm, enquanto seus comprimentos variam entre 1 e 5um. As análises por SEM forneceram o perfil morfológico local dessas estruturas e estimativas para suas dimensões geométricas. As análises RBS forneceram informações sobre o perfil médio das estruturas provenientes de uma região mais extensa da amostra. / Nanostructured materials have properties that make these materials different from their counterpart in higher scale that opens many novel possibilities and technical applications. One of the main issues in nanotechnology is to develop suitable methods for the analysis and characterization of nanostructures. This works studies the use of Rutherford Backscattering Spectrometry for the analysis of micro and nano copper structures, grown in polycarbonate Nuclepore® membrane templates. The test structures were made by filling the pores of the membranes with copper by electrodeposition grown on top of a thin, 5nm to 500nm gold film, deposited on one side of the membrane by Physical Vapor Deposition (PVD) reinforced by a 10um thick copper substrate deposited on top of the gold film. Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) were used to characterize the samples. Analyzing the samples with micro and nano cylinders, the change of the RBS spectra as a function of the sample tilt angle, was studied using the approach of Metzner et al (1997) generalized to 3D structures by numerical simulations. Cylinder diameters varied from 50nm to 400nm, while their length varied from 1 to 5um. SEM analysis gives local morphological profile and an estimate for geometrical dimensions. RBS analysis provides large areal information about average geometric parameters of the analyzed structures.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de (bio)sensores baseados em plataformas poliméricas convencionais e nanoestruturadas. Os sensores estudados contém poli(pirrol) como transdutor eletroquímico, responsável pela oxidação de amônia a 0,35 V. Como a enzima urease hidrolisa cataliticamente uréia a amônia, após a imobilização da enzima sobre o poli(pirrol), obtém-se um biossensor para detecção indireta de uréia, via amônia. A detecção de amônia pelo poli(pirrol) foi otimizada em termos da densidade de carga de poli(pirrol) presente no sensor, e do potencial de trabalho. Então verificou-se a ação do polímero poli(5-amino-1-naftol) na redução do sinal dos interferentes ácidos úrico e ascórbico. Após a otimização do sensor-base, estudou-se a influência do tipo de imobilização da urease ao substrato polimérico na sensibilidade e estabilidade do biossensor de uréia. Concluiu-se que a pouca quantidade de enzima imobilizada através das metodologias estudadas era o fator limitante da sensibilidade de detecção, e então implementou-se a nanoestruturação do poli(pirrol), para aumentar a área superficial disponível para a imobilização da urease. Preparou-se filmes de poli(pirrol) nanoestruturado (macroporoso e nanofios), e a compreensão dos fenômenos observados só foi possível ao aliar características geométricas e propriedades físico-químicas intrínsecas de sistemas nanoestruturados. / This work presents the development of (bio)sensors based on conventional and nanostructured polymeric platforms. The analyzed sensors contain poly(pyrrole) as electrochemical transducer, responsible for ammonia oxidation at 0.35 V. As the enzyme urease catalytically hydrolyses urea to ammonia, after enzyme immobilization onto poly(pyrrole), a biosensor for urea indirect detection, via ammonia, is obtained. Ammonia sensing by poly(pyrrole) was optimized in terms of both charge density of poly(pyrrole) present in the sensor and working potential. In sequence, poly(5-amino-1-naphtol) role as interferents (uric and ascorbic acids) signal blocker was verified. After optimization of the base-sensor, the influence of urease immobilization method on both detection sensitivity and biosensor durability was investigated. It was found that the small amount of enzyme immobilized using the compared methods limited detection sensitivities, and then nanostructuration of poly(pyrrole) was implemented, in order to increase the surface area available for urease immobilization. Nanostructured poly(pyrrole) films (macroporous and nanowires) were prepared, and the fully understanding of the observed phenomena was only possible combining geometric characteristics and physical-chemical properties related to nanostructured systems.

Atualmente, existem diversos produtos cosméticos de base nanotecnológica disponíveis no mercado nacional, incluindo protetores solares, produtos para a prevenção do envelhecimento cutâneo, ou ainda, produtos que veiculam uma ampla gama de componentes. Em contrapartida ao grande interesse industrial, várias organizações não governamentais têm expressado a sua preocupação acerca das incertezas do impacto dos novos nanomateriais sobre a saúde humana e sobre as possíveis aplicações e implicações sociais dessa nova tecnologia. Além disso, tem sido amplamente questionada a adequação dos atuais sistemas regulatórios governamentais no que diz respeito aos produtos oriundos da nanotecnologia. De fato, mundialmente, não existem requisitos específicos para o registro de produtos cosméticos de base nanotecnológica, sendo a análise realizada, de maneira geral, caso a caso. Dentro desse contexto, esse estudo traçou uma descrição do perfil da produção industrial de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, buscando avaliar a disponibilidade dos mesmos no mercado nacional e a sua segurança de uso com base na análise das matérias primas constituintes dos produtos, determinação do seu diâmetro de partícula e dados disponíveis na literatura. Em uma última etapa, foram propostos alguns parâmetros para a regulação de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, em especial, no que diz respeito à classificação dos produtos e a rotulagem dos mesmos. / There are a number of nanocosmetic products in the domestic market today, including sunblock, products for prevention against skin aging, or even products which circulate in a wide range components. Running counter to major industrial interests, many non-governmental organizations have expressed their concern regarding the uncertainties of the impact new nanomaterials may have on human health as well as the possible applications and social implications that this new technology may bring. Moreover, the adaptation of current governmental regulations has widely come under scrutiny regarding products stemming from nanotechnology. In fact, worldwide, there are no specific requirements to register nanotechological cosmetic products, as each is generally analyzed on a case by case basis. Within this context, this study traced the profile of the industrial production of nanotechnological cosmetic products in Brazil, with the aim of assessing the availability of these products in the domestic market and their safe usage based on the analysis of the raw materials which make up the products, the determining of particle diameter, and the data available in the literature. In the final stage, some parameters for the regulation of nanotechnological cosmetic products in Brazil are proposed, especially as regards the classification and labeling of products.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / In this work we have performed a study of the structural and magnetic properties in Fe3o4@Agx nanostructures (x=0,1,5 and 10%), synthesized by thermal decomposition (DT) and co-precipitation (CP). The samples were characterized by measurements of X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The XRD patterns indicate the presence of the Fe3o4 and Ag phase. The mean crystallites size corresponding to the Fe3o4 estimated by using the Scherrer’s equation shows that the nanostructures present not change considerable in the size after insertion of Ag for both growth methods. The TEM images obtained for DT samples reveal that the nanostructures are a like-spherical shape and average sizes of 3 nm which are in good according with size estimated by XRD. The mass loss observed in TG analysis was used to estimate the amount of organic matter present in the samples and consenquently normalize the magnetic measurements. The magnetic characterization was carried out by magnetization measurements as a function of magnetic field (MvsH) and temperature in Zero Field Cooling – Field Cooling (ZFC/FC) modes. These results indicate that the samples present superparamagnetic behavior to start 220 K. Fits of the ZFC / FC curves allowed verify that the magnetic anisotropy constant decreasing as a function of Ag-concentration. Magnetic hyperthermia measurements were performed in the samples synthesized via CP and the specific absorption rate (SAR) was estimated between 8 and 40 W / g. / Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades estruturais e magnéticas em nanoestruturas Fe3o4@Agx (x=0,1,5 and 10%), sintetizadas pelos métodos de decomposição térmica (DT) e de co-precipitação (CP). As amostras foram caracterizadas estruturalmente através de medidas de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os padrões de DRX indicam a presença da fase cristalina de Fe3o4 para todas as amostras, mas nas amostras aonde foi inserida a Ag há presença de uma outra fase cristalina, ou seja, a fase da Ag. O tamanho médio dos cristalitos estimados utilizando a largura à meia altura dos picos de DRX e a equação de Scherrer, mostra que as nanoestruturas não sofreram alterações consideráveis de tamanho após o acréscimo da Ag, mesmo com o aumento da concentração de Ag para ambos os métodos. As imagens de MET obtidas para as amostras sintetizadas via DT revelam que as nanoestruturas apresentam formatos praticamente esféricos e com tamanhos médios de 3 nm, que estão de acordo com os tamanhos estimados por DRX. Análises termogravimétricas foram utilizadas para estimar as perdas de massa de orgânicos presente nas amostras e assim realizar a normalização das medidas de magnetização. A caracterização magnética foi feita através de medidas de magnetização em função do campo magnético (MvsH) e da temperatura no modo Zero Field Cooling – Field Cooling (ZFC/FC). Estas medidas indicam que as amostras apresentam um comportamento superparamagnético a partir de 220 K. A realização de ajustes nas curvas ZFC/FC permitiu verificar que a constante de anisotropia magnética diminui com a concentração de Ag. Também foram realizadas medidas de hipertermia magnética nas amostras sintetizadas via CP e através das análises foi estimada a taxa de absorção específica (SAR), com valores entre 8 e 40 W/g. / São Cristóvão, SE

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-17T20:36:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_VivianePedrosoFausto.pdf: 2096881 bytes, checksum: c58d1ae11d22b250146714c3cf084b16 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_VivianePedrosoFausto.pdf: 2096881 bytes, checksum: c58d1ae11d22b250146714c3cf084b16 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / Listeria monocytogenes is a food-borne bacterium that causes an infection called listeriosis, Although rare, this infection can be lethal for immunocompromised, pregnant, and stillborn. The objective of this work was to develop, characterize, evaluate the stability, anti-Listeria monocytogenes activity, cytotoxicity and genotoxicity of nanostructures (nanocapsules and nanoemulsion) containing Geranium essential oil (OEG), as well as verify synergistic effects with the essential oils of Cinnamon, Lemongrass And Thyme. The characterization of the essential oils was performed by GCMS. The nanocapsules (NC) were prepared by the interfacial deposition method of the preformed polymer while Geranium nanoemulsion (NEG) was prepared by homogenization using an Ultra-Turrax T18. The analysis of the stability indicators was performed by the evaluation of particle size, polydispersity index, zeta potential and pH for 60 days. The bactericidal effect of the different concentrations of the essential oils, pure or in combination and the synergism were determined by the serial microdilution technique, the cytotoxicity was determined by the MTT assays and determination of the LDH in VERO cells and the genotoxicity was evaluated by the GEMO test. Results: The NCGs produced had mean nanometer diameters of (232.6 nm), polydispersity indices below 0.053, pH 3.5 and zeta potentials of about -20.7 mV. The study demonstrated that the stability of the formulations is temperature dependent, remaining more stable at refrigeration temperatures (4 °C) or at stable temperatures (25 ° C). The NEG had mean nanometer diameters of (136.2.6 nm), polydispersity indices below 0.039, pH 3.4 and zeta potentials of about -8.1 mV. The MICs obtained for Geranium, Cinnamon, Campi-lemon and Thyme oils were 10975 mg / ml, 0.05 mg / ml, 0.18 mg / ml and 0.35 mg / ml, respectively. The CIM of NEG was 0.0625 mg / ml and the nanocapsules did not demonstrate antimicrobial activity in the test performed. It was possible to observe at least one point of synergism between the OE of geraniums and the tested EOs.the nanostructures did not show synergistic effect with OE. In the MTT assay OEG and NEG showed increased cell viability at concentrations of 10, 100 and 1000 μg / μl as compared to the control, the LDH assay shows that both OEG and NEG at concentrations of 0,1, 1, 10, 100 and 1000 μg / μl were not cytotoxic. In the GEMO test the OEG had a genoprotective effect on lymphocytes at concentrations of 10, 100 and 1000 μg / μl. The study demonstrated that both OG and NEG do not present tocicity 7 and genotoxicity but present very high MIC values to be used in food, and the synergism and nanostructuring were a good alternative to reduce the amount of oil required for an antimicrobial response. / A Listeria monocytogenes é um microrganismo contaminante de alimentos causador da listeriose, uma infecção que embora rara pode ser letal para indivíduos imunodeficientes, gestantes e neonatos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, nanoestruturas contendo óleo essencial de Gerânio (OEG), caracterizar, avaliar a atividade contra L. monocytogenes, a cito e genotoxicidade, bem como verificar efeitos sinérgicos com os óleos essenciais de Canela, Capim-limão e Tomilho. A caracterização dos óleos essenciais foi realizada por GC-MS. As nanocápsulas (NC) foram preparadas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado enquanto a nanoemulsão de Gerânio (NEG) foi preparada por homogeneização utilizando um T18 Ultra-Turrax. A análise dos indicadores de estabilidade foi realizada pela avaliação do tamanho de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta e pH por 60 dias. O efeito bactericida das diferentes concentrações dos óleos essenciais e o sinergismo foram determinados pela técnica de microdiluição seriada, a citotoxicidade foi determinada pelos ensaios de MTT e LDH e a genotoxicidade foi avaliada pelo teste GEMO. Resultados: As NCG produzidas apresentaram diâmetros nanométricos médios de (232,6 nm), índices de polidispersão abaixo de 0,053, pH de 3,5 e potenciais zeta de cerca de -20,7 mV. O estudo demonstrou que a estabilidade das formulações são mais estáveis em temperatura ambiente (25 ºC). A NEG apresentou diâmetros nanométricos médio de (136,2 nm), índices de polidispersão abaixo de 0,039, pH de 3,4 e potenciais zeta de cerca de -8,1 mV. As CIM obtidas para os óleos de Gerânio, Canela, Campi-limão e Tomilho foram de 10975 mg/ml, 0,05 mg/ml, 0,18 mg/ml e 0,35 mg/ml respectivamente. A CIM da NEG foi de 0,0625 mg/ml e as nanocápsulas não demonstraram atividade antimicrobiana no teste realizado. Foi possível observar pelo menos um ponto de sinergismo entre o OEG os OE testados. As nanoestruturas não apresentaram efeito sinérgico com os OE. No ensaio de MTT o OEG e a NEG apresentaram um aumento da viabilidade celular nas concentrações de 10, 100 e 1000 μg/μl quando comparado com o controle. O ensaio de LDH mostrou que tanto o OEG quanto a NEG nas concentrações de 0,1, 1, 10, 100 e 1000 μg/μl não foram citotóxicas. No teste GEMO o OEG apresentou um efeito genoprotetor sobre os linfócitos nas concentrações de 10, 100 e 1000 μg/μl. O presente estudo demonstrou que tanto o OEG quanto a NEG não apresentaram toxicidade e genotoxicidade porém apresentam valores de CIM muito altos para poder serem utilizados em alimentos, podendo ser o sinergismo e a nanoestruturação uma boa alternativa para reduzir a quantidade de óleo necessária para uma resposta antimicrobiana.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T13:06:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ClaudiaGrigoloPinto.pdf: 2951768 bytes, checksum: d150d2a4b45b72a14b6089d1bcad085b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ClaudiaGrigoloPinto.pdf: 2951768 bytes, checksum: d150d2a4b45b72a14b6089d1bcad085b (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / This study explored the profile of the ginger essential oil and of the trans-anethole, which are medicinal plants active ingredients extensively used in traditional medicine. These have been popularized in recent years, due to several properties, which are, however, significantly toxic. These ingredients were manipulated by methods used in nanotechnology. Thus, lipid- and polymer-based nanostructure systems, such as nanocapsules, nanoemulsions, and lipid carriers were produced. For the polymer systems, a preliminary study was carried out in order to determine which polymer would be used, which was later tested using a polymer swelling test. After the definition of the polymer and of the best methodology, the systems were produced. These had their physical-chemical parameters, such as polydispersity index, zeta potential, mean particle diameter, pH and stability evaluated for 90 days to verify in which conditions they were stable, thus allowing the determination of the best storage conditions. Nanocapsules, nanoemulsions, and lipid carriers containing ginger essential oil were produced. Similarly, systems which contained trans-anethole were produced. For comparison purposes, blank systems, which do not have the studied ingredients, were also produced. After characterization and stability studies, each of the systems was analyzed for the following: cytotoxicity and cell viability in macrophages by the MTT assay, genotoxicity by the Comet assay, antimicrobial activity by disk diffusion, antimicrobial activity by broth microdilution, and ecotoxicity by bioassay with Artemia. As for the antimicrobial activity, only some of the formulations presented significant activity on the analyzed strains. In general, the results obtained indicated a reduction in the cyto-, geno- and the eco-toxicity of the nanostructured systems when compared with the free forms of the studied ingredients and their respective controls. This study made it possible to corroborate other studies which have also demonstrated the great potential of the use of nanotechnology to explore the profile of medicinal plants. Through these methodologies, their toxicity could be reduced and pharmacological and environmental safety could be promoted. Considering the results obtained, four scientific articles were produced and submitted to scientific journals. / O óleo essencial de gengibre e o trans-anetol, que são ativos oriundos de plantas medicinais com extensa utilização na medicina tradicional os quais tiveram sua popularização nos últimos anos, sendo relacionados a várias propriedades, que, no entanto, apresentam toxicidade bastante significativa. Através de métodos empregados na Nanotecnologia foram produzidos sistemas nanoestruturados poliméricos e de base lipídica, no caso, nanocápsulas, nanoemulsões e carreadores lipídicos. Para os sistemas poliméricos, foi realizado um estudo preliminar para a escolha do polímero que seria utilizado. Este estudo empregou o teste do inchamento do polímero. Após a definição do polímero e da melhor metodologia, os sistemas foram produzidos e tiveram seus parâmetros físico-químicos, como índice de polidisperssão, potencial zeta, diâmetro médio de partículas, pH e a estabilidade avaliados por 90 dias para verificar em que condições permaneciam estáveis, possibilitando determinar as melhores condições de armazenamento. Foram produzidas nanocápsulas, nanoemulsões e carreadores lipídicos contendo óleo essencial de gengibre e as mesmas categorias de sistemas contendo trans-anetol. Para fins de comparação, também foram produzidos sistemas brancos, ou seja, nanocápsulas, nanoemulsões e carreadores lipídicos sem os ativos de estudo. Após os estudos de caracterização e de estabilidade, cada um dos sistemas foi analisado em relação às seguintes atividades: citotoxicidade e viabilidade celular pelo ensaio MTT, genotoxicidade pelo ensaio Cometa, atividade antimicrobiana por disco-difusão, atividade antimicrobiana por microdiluição em caldo e atividade ecotóxica por bioensaio com artêmias. Quanto à atividade antimicrobiana, apenas os tratamentos com óleo de gengibre livre apresentaram atividade significativa sobre as cepas de E. coli, P. aeruginosa, S. aureus e C. albicans. Os resultados obtidos, conforme objetivo proposto apontaram redução da cito, geno e ecotoxicidade dos sistemas nanoestruturados testados quando comparados com as formas livres dos ativos estudados e com seus respectivos controles, o que tornou possível corroborar com outros estudos que também demonstram o grande potencial do uso de Nanotecnologia para explorar o perfil de ativos oriundos de plantas medicinais, que, mediante essas metodologias, reduzem a toxicidade, promovendo a segurança farmacológica e ambiental para a utilização dos mesmos. Diante dos resultados obtidos, quatro artigos científicos foram produzidos e submetidos a revistas científicas para divulgação.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente estudo está dividido em duas partes. A primeira parte está relacionada à preparação de pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados através do processo de moagem de alta energia, bem como à caracterização dos pós moídos e no estado como recebido. A análise dos dados obtidos nesta etapa do trabalho foi feita utilizando-se uma abordagem essencialmente teórica. A segunda parte deste estudo refere-se à produção e caracterização de revestimentos preparados com os pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados e como recebido. O comportamento destes revestimentos sob erosão-oxidação em alta temperatura foi comparado com base em uma abordagem de caráter mais tecnológico. O tamanho médio de cristalito do pó de Cr3C2-25(Ni20Cr) decresceu rapidamente de 145 nm para 50 nm nos estágios iniciais de moagem e, posteriormente, com o aumento do tempo de moagem, decresceu mais lentamente até atingir um estado estacionário para um tamanho de cristalito em torno de 10 nm. Este estado estacionário corresponde ao início do processo de recuperação dinâmica. A máxima deformação da rede cristalina (δ = 1,17%) foi observada para pós moídos por 16 horas, caracterizando um tamanho crítico de cristalito da ordem de 28 nm. Por outro lado, o parâmetro de rede atingiu um mínimo para pós moídos por 16 horas. Após atingir o tamanho crítico de cristalito, a densidade de discordâncias praticamente não mais varia (estado estacionário) e toda deformação plástica posteriormente introduzida no material é acomodada através de eventos que ocorrem nos contornos de grão, particularmente por meio do processo designado deslizamento de contorno de grão (grain boundary sliding). A energia de deformação armazenada na rede cristalina dos pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) moídos com diferentes tempos de moagem foi determinada por meio de medidas da variação de entalpia. Estes resultados indicaram que a máxima variação de entalpia (ΔH = 722 mcal) também ocorreu para pós moídos por 16 horas. Analogamente, a máxima variação do calor específico (ΔCp = 0,278 cal/gK) ocorreu para pós moídos por 16 horas. As seguintes propriedades mecânicas dos revestimentos de Cr3C2-25(Ni20Cr), preparados utilizando-se o processo HVOF de aspersão térmica, foram determinadas: microdureza Vickers, módulo de Young e tenacidade à fratura. As propriedades dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados e como recebido foram comparadas. A dureza e o módulo de Young dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados foram aproximadamente 26% maiores que aqueles preparados com os pós como recebido. A tenacidade à fratura dos revestimentos nanoestruturados foi aproximadamente 36% maior do que o verificado para os revestimentos produzidos com pós no estado como recebido. A resistência à erosão-oxidação do revestimento produzido com o pó nanoestruturado foi em torno de 52% maior do que a do revestimento preparado com o pó no estado como recebido, a 800ºC. Ambos os revestimentos mostraram um aumento da taxa de erosão-oxidação para temperaturas acima de 450ºC. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Vidros de óxido de metais pesados dopados com érbio têm sido estudados e utilizados em diversas aplicações. Entretanto, a eficiência de absorção óptica destes vidros em 980 nm é limitada pela baixa secção de choque de absorção, a qual pode ser aumentada pela presença de íons Yb3+ e de nanopartículas metálicas, as quais contribuem significativamente para o aumento da eficiência das emissões de conversão ascendente. No presente trabalho é investigada a influência da presença de nanopartículas metálicas na luminescência de conversão ascendente de freqüência do íon Er3+ em vidros co-dopados com Er3+/Yb3+. Vidros com composição GeO2-PbO e PbO-GeO2-Ga2O3 co-dopados com 0,5% de Er2O3 e diferentes concentrações de Yb2O3 foram produzidos. Para avaliar os efeitos da presença de nanopartículas metálicas na luminescência de conversão ascendente de freqüência, foram também produzidos vidros co-dopados com Er2O3/ Yb2O3 contendo AgNO3, Au2O3 e Cu2O. O aumento nas emissões de conversão ascendente de freqüência na região de visível dos íons Er3+ foi observado para os vidros GeO2-PbO e PbO-GeO2- Ga2O3 co-dopados. Vidros GeO2-PbO co-dopados contendo prata apresentam um aumento substancial nas emissões de CAF influenciado pelo aumento do campo atômico local na vizinhança das nanopartículas. Este efeito não foi observado nos vidros PbO-GeO2-Ga2O3 co-dopados contendo ouro e nem nos vidros GeO2-PbO codopados contendo Cu2O. Todas as medidas de conversão ascendente de freqüência foram realizadas por meio da excitação das amostras por um laser de diodo operando em 980 nm. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foi estudada a otimização de síntese de nanocristais de KY3F10 pelo método de co-precipitação utilizando óxidos de terras raras (TR2O3) dissolvidos em HCl ou seus cloretos (TRCl3), fluoreto de potássio (KF) e bifluoreto de amônio (NH4HF2) como materiais de partida. A composição inicial dos reagentes precursores nas proporções molares de 1KF:1YCl3:3NH4.HF2 foi estabelecida para a obtenção do material monofásico. Constatou-se também que a diminuição da concentração por evaporação da concentração de amônio contido na solução aquosa do bifluoreto de amônio foi essencial para garantir o sucesso deste método. Nanopós puros e dopados foram caracterizados com relação à sua estrutura cristalina, tamanho e forma dos cristalitos e presença de fases secundárias. Foram obtidos aglomerados de partículas contendo nanocristais aproximadamente esféricos com tamanhos em torno de 10 nm. Os dopantes incorporados foram estudados através de emissão óptica e seus mecanismos de transferência de energia foram comparados àqueles obtidos nos cristais volumétricos. Através deste estudo foi possível determinar a eficiência de emissão de nanocristais de KY3F10:Er, KY3F10:Nd, KY3F10:Eu e KY3F10:Yb:Nd:Tm com relação ao tamanho dos nanocristais e com relação ao efeito da adsorção dos reagentes precursores. A emissão do túlio (Tm3+) na região do azul, através do fenômeno de conversão ascendente, na amostra triplamente dopada (Yb/Nd/Tm), com excitação em 802 nm, foi obtida com sucesso. Um estudo preliminar das propriedades dosimétricas foi feito através da detecção da termoluminescência de pastilhas irradiadas com radiação gama e apresentaram picos termoluminescentes em torno de 180°C e 225ºC, além disso, verificou-se a reprodutibilidade e a linearidade da resposta às doses aplicadas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP