PAIXÃO, Lívia Maria Nery. Efeito do processamento por plasma frio sobre as características de qualidade de suco de seriguela (Spondias purpurea, L.). 2016. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-27T23:21:58Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_lmnpaixao.pdf: 1408298 bytes, checksum: a6e0ed04b22501e3826c1bed9e68c0bb (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-27T23:22:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_lmnpaixao.pdf: 1408298 bytes, checksum: a6e0ed04b22501e3826c1bed9e68c0bb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-27T23:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_lmnpaixao.pdf: 1408298 bytes, checksum: a6e0ed04b22501e3826c1bed9e68c0bb (MD5) Previous issue date: 2016 / The influence of cold plasma processing on the physicochemical characteristics of siriguela juice was investigated through an experimental design changing processing time and nitrogen gas flow. Regarding the colorimetric parameters, plasma processing enhanced the juice color with higher brightness due to increasedsaturation of yellow and red colors. For bioactive compounds, the response surface generated for carotenoids found optimal region at 9,69 minutes of processing and gas flow of 13,78 L/min. The other evaluated pigments, β-carotene, vitamin A precursors and lycopene showed higher relative percentage (151.05 ± 3.18, 149.49 ± 0.64 and 157.93 ± 4.92, respectively) in 10 minutes of time processing and gas flow of 10 L/min. The highest values of total phenolic compounds and antioxidant activity determined by ABTS (860.06 ±9.46 μMTrolox/mL juice and 35.47 ± 2.90 mg gallic acid/mL juice, respectively) were obtained at 15 minutes of time process and 20 L/min of nitrogen gas flow. For the determination of antioxidant activity by DPPH, a process conducted in the first 10 minutes at gas flow of 10-20 L/min was responsible for the increase of 50-60% in the antioxidant activity. Plasma processing was satisfactory in the preservation of the studied vitamins ofsiriguela juice. The concentration of niacin increased 20% in relative percentage (10 minutes/10-20 L/min gas). The response surface showed the maximum optimum region optimal for vitamin B6 in in 9.62 minutes to gas flow in 18.68 L/min. Ascorbic acid remained preserved during the processing of the juice. The lowest residual activity of peroxidase, and polyphenol oxidase (78.53 ± 0.62 and 92.57 ± 1.03, respectively) were obtained under the following conditions: 15 minutes and 20 L/min. The technology of cold plasma positively affect the sensory and nutritional characteristics ofsiriguela juice.The best processing condition found in the present study was observed in 10 minutes and nitrogen gas flow of 10 L / min. / A influência do processamento de plasma frio sobre as características físico-químicas do suco de seriguela foi investigada por meio de um desenho experimental alterando o tempo de processamento e o fluxo de gás nitrogênio. Com relação aos parâmetros colorimétricos, o processamento por plasma melhorou a cor do suco com maior luminosidade devido a maior saturação das cores amarelo e vermelho. Para os compostos bioativos, a superfície de resposta gerada para carotenoides totais encontrou a região otimizada a 9,69 minutos de processamento e fluxo de gás de 13,78 L/min. Os demais pigmentos avaliados, β-caroteno, precursores da vitamina A e licopeno, apresentaram a maior percentagem relativa (151,05 ± 3,18, 149,49 ± 0,64 ± e 157,93 ± 4,92, respectivamente) em 10 minutos de processo ao fluxo de gás de 10 L/min. Os maiores valores de compostos fenólicos totais e de atividade antioxidante determinada por ABTS (860,06 ± 9,46 mMTrolox/mL suco e 35,47 ± 2,90 mg de ácido gálico/mL suco, respectivamente) foram obtidos a 15 minutos de processo a 20 L/min de gás nitrogênio. Para a determinação por DPPH, o processo conduzido nos primeiros 10 minutos ao fluxo de 10-20 L/min foi responsável pelo aumento de 50-60% da atividade antioxidante. O processamento por plasma atuou de maneira satisfatória na preservação das vitaminas estudadas para o suco de seriguela. A concentração de niacina apresentou o acréscimo de 20% na percentagem relativa (10 minutos/10-20 L/min de gás). A superfície de resposta mostrou a região ótima para a vitamina B6 em 9,62 minutos para o fluxo de gás de 18,68 L/min. O ácido ascórbico permaneceu preservado durante o processamento do suco. As menores atividades residuais de peroxidase e polifenoloxidase (78,53 ± 0,62 e 92,57 ± 1,03, respectivamente) foram obtidas sob as seguintes condições: 15 minutos e 20 L/min. A tecnologia de plasma frio afetou positivamente as características sensoriais e nutricionais do suco de seriguela. A melhor condição de processamento encontrada no presente estudo foi observada ao tempo de 10 minutos e fluxo de gás nitrogênio de 10 L/min.

O colágeno é a proteína mais abundante em mamíferos, sendo o tipo I a forma prevalente. Essa proteína possui propriedades interessantes, como baixa imunogenicidade e toxicidade, biocompatibilidade, além de promover o reconhecimento, adesão e diferenciação celular através de sequências RGD (arginina-glicina-aspartato). Por isso, o colágeno é utilizado na composição de diversos biomateriais. Contudo, após a implantação in vivo, a degradação do material por colagenases endógenas pode ocorrer rapidamente, limitando sua utilização. A funcionalização com plasma frio pode superar essa limitação, sendo capaz de adicionar uniformemente grupos funcionais na superfície de materiais e ser modulada para preservar ou alterar de maneira seletiva as propriedades do material. Este estudo buscou funcionalizar o pericárdio bovino (PB) – composto principalmente por colágeno tipo I – utilizando plasma frio a fim de obter um novo biomaterial. Para isso, amostras de PB foram tratadas com plasma de argônio e CO2 a 2,45GHz e 500 W em um intervalo tempo dede 0s (PBCT) a 240s (PB240) com incrementos de 30s. As amostras foram analisadas por espectroscopia de infravermelho e a validação da análise foi realizada através de modelagem molecular computacional. O material foi caracterizado por microscopia óptica e eletrônica de varredura, ângulo de contato e capacidade higroscópica. A biocompatibilidade do PB tratado foi verificada pela implantação do material na camada subcutânea de camundongos Balb/c durante 3, 7 15 e 30 dias. Os resultados mostraram que as modificações causadas pelo tratamento com plasma foram tempo dependente. Após 120s de tratamento (PB120) houve a adição de grupos éster na forma de ligações crosslink sem alterações à estrutura proteica. Entretanto, após 150s foi observado o início de um processo de etching e degradação do colágeno, acentuado aos 240s. Além disso, o tratamento provocou um aumento na hidrofobicidade da superfície do material. A implantação subcutânea mostrou que não houve perda na biocompatibilidade do nos grupos tratados quando comparado ao controle. Dessa forma, verificou-se que o tratamento com plasma pode ser modulado para modificar o colágeno sem que haja perdas em suas propriedades de interesse. Novos estudos são necessários para a adequação da funcionalização com plasma, direcionando-a para modificações desejadas e aplicações específicas do biomaterial. / Collagen is the most commonly found protein in mammals and Type I is its most prevalent type. This protein shows interesting properties as low immunogenicity and toxicity, biocompatibility, besides the ability to promote cell recognition, differentiation and induce cell attachment through RGD (arginine-glycine-aspartate) sequences. Due to these characteristics, collagen is used in many biomaterials. However, after in vivo implantation, the degradation of the material by endogenous collagenases can occur too soon, impairing its application. Cold plasma functionalization can overcome this limitation; it is able to add evenly new functional groups on materials’ surfaces and can be tailored to preserve or alter selectively the bulk properties of the material. Therefore, this study aimed the functionalization of bovine pericardium (PB) – material composed of collagen type I – using cold plasma in order to obtain a new biomaterial. PB was treated with argon (Ar) and carbon dioxide (CO2), microwave power source 2.45Hz, 500 W. The treatment was carried out from 0 (PBCT) up to 240s (PB240), with a 30s increment. The samples were analysed by FTIR-ATR and the analysis validation was done through computing molecular modelling. The material was characterized by optical microscopy, SEM, contact angle and swelling. PB biocompatibility was assessed through subcutaneous implantation of the material in mice Balb/c for 3, 7, 15 and 30 days. The results indicated the changes caused by plasma treatment were time-dependent. By 120s of treatment (PB120) ester groups were added in the material, forming crosslink bonds without modification within the protein structure while 150s of treatment caused the beginning of an etching process and collagen degradation, which was more distinct at 240s; there was also an increase in the hydrophobicity on the surface of the treated material. The subcutaneous implantation test showed there wasn’t biocompatibility loss of treated PB when compared to control. Therefore, it was verified that plasma treatment can be tailored to modify collagen without impairing its properties of interest. New studies are necessary to suit plasma functionalization according the desired modifications and specific applications of the biomaterial. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A madeira maciça é um compósito polimérico natural que pode sofrer tratamentos para atender a diversas especificações técnicas. Uma característica da madeira é a sua higroscopicidade. A madeira úmida é vulnerável ao ataque de térmitas e fungos, além de perder estabilidade dimensional. Os tratamentos mais usados são a impregnação e/ou o revestimento com tintas e vernizes. Uma técnica promissora para o revestimento de madeira maciça é o plasma frio ou descarga luminescente. Neste trabalho produziu-se plasmas frios através de descargas elétricas luminescentes em gases rarefeitos. Os precursores gasosos usados foram o etileno, acetileno, 1-buteno, e vapor de metil metacrilato e de acetato de vinila. A superfície de madeira maciça tratada por estes plasmas ficaram hidrofóbicas, sendo que os melhores resultados foram alcançados usando 1-buteno como gás precursor. Apesar do tratamento promover repelência à água, a superfície tratada continuou permeável ao vapor d\'água. Com o emprego de uma mistura gasosa formada por vapor de TEOS e O2, foi possível constatar a ineficiência da descarga luminescente capacitiva em revestir o interior de orifícios em madeira. A deposição de filmes finos a partir de plasmas de 1-buteno foi caracterizada, tendo apresentado propriedades distintas do polímero convencional. O filme depositado por plasma apresentou hidrofobicidade, resistência química, insolubilidade em solventes comuns, e resistência contra teste acelerado de intemperismo. A espectroscopia de infravermelho e a análise elementar também revelaram diferenças entre os filmes convencional e depositado por plasma. As reações químicas no plasma podem ser controladas através de ajustes na potência transferida ao reator, pressão da câmara, vazão dos gases, e tempo de exposição à descarga. Com o uso de plasmas menos energéticos é possível produzir filmes poliméricos com estruturas menos entrecruzadas. Duas técnicas distintas foram testadas neste trabalho: o plasma capacitivo e o jato de plasma. Ambas as técnicas são promissoras em função do baixo nível de vácuo necessário, baixas freqüências, pequeno consumo de energia, ausência de poluição e solventes, e o uso de reagentes disponíveis em escala industrial. / Solid wood is a natural polymer composite that can be subjected to a wide variety of treatments to make it suitable for specific technical applications. The greatest disadvantage of solid wood is its hygroscopicity. Moist wood is vulnerable to attack by fungi and termites, and loses its dimensional stability. The most widely used treatments for solid wood are impregnation and coating with paint and varnish. A promising future technique for solid wood surface coating is a plasma treatment in a glow discharge. Cold plasmas were produced by electrical glow discharges in a gas medium at reduced pressure. The precursor gases used were ethylene, acetylene, 1-butene, and vapor of vinyl acetate. The treatment caused the solid softwood surface to become hydrophobic; 1-butene-plasma produced the best results. Although the surface plasma treatment resulted in water repellence, permeability to water vapor remained. Using a mixture of tetraethyl orthosilicate vapor (TEOS) and oxygen (O2) it was possible to investigate the inability of the glow discharge to coat the surface of wood orifices. Deposition of non-conventional polymeric thin films were observed on solid wood substrate after injecting a 1-butene-argon gas mixture into a glow discharge chamber. The deposited film showed water repellence, chemical resistance, insolubility in most common organic solvents and some protection against weathering. Infrared analyses revealed differences between conventional and plasma polymerized 1-butene. Plasma chemistry can be controlled by external conditions of plasma, such as input power, gas flow rate, pressure, and the time of exposure. Using low energetic plasmas the deposited film can be polymer like with a less crosslinked structure. Two different techniques - known capacitive coupled plasma and plasma jet - were tested in this study. Both these techniques appear promising in view of the low vacum level and low frequency, low power supply required, the lack of pollutants and solventes, and the use of industrial chemicals.

A madeira maciça é um compósito polimérico natural que pode sofrer tratamentos para atender a diversas especificações técnicas. Uma característica da madeira é a sua higroscopicidade. A madeira úmida é vulnerável ao ataque de térmitas e fungos, além de perder estabilidade dimensional. Os tratamentos mais usados são a impregnação e/ou o revestimento com tintas e vernizes. Uma técnica promissora para o revestimento de madeira maciça é o plasma frio ou descarga luminescente. Neste trabalho produziu-se plasmas frios através de descargas elétricas luminescentes em gases rarefeitos. Os precursores gasosos usados foram o etileno, acetileno, 1-buteno, e vapor de metil metacrilato e de acetato de vinila. A superfície de madeira maciça tratada por estes plasmas ficaram hidrofóbicas, sendo que os melhores resultados foram alcançados usando 1-buteno como gás precursor. Apesar do tratamento promover repelência à água, a superfície tratada continuou permeável ao vapor d\'água. Com o emprego de uma mistura gasosa formada por vapor de TEOS e O2, foi possível constatar a ineficiência da descarga luminescente capacitiva em revestir o interior de orifícios em madeira. A deposição de filmes finos a partir de plasmas de 1-buteno foi caracterizada, tendo apresentado propriedades distintas do polímero convencional. O filme depositado por plasma apresentou hidrofobicidade, resistência química, insolubilidade em solventes comuns, e resistência contra teste acelerado de intemperismo. A espectroscopia de infravermelho e a análise elementar também revelaram diferenças entre os filmes convencional e depositado por plasma. As reações químicas no plasma podem ser controladas através de ajustes na potência transferida ao reator, pressão da câmara, vazão dos gases, e tempo de exposição à descarga. Com o uso de plasmas menos energéticos é possível produzir filmes poliméricos com estruturas menos entrecruzadas. Duas técnicas distintas foram testadas neste trabalho: o plasma capacitivo e o jato de plasma. Ambas as técnicas são promissoras em função do baixo nível de vácuo necessário, baixas freqüências, pequeno consumo de energia, ausência de poluição e solventes, e o uso de reagentes disponíveis em escala industrial. / Solid wood is a natural polymer composite that can be subjected to a wide variety of treatments to make it suitable for specific technical applications. The greatest disadvantage of solid wood is its hygroscopicity. Moist wood is vulnerable to attack by fungi and termites, and loses its dimensional stability. The most widely used treatments for solid wood are impregnation and coating with paint and varnish. A promising future technique for solid wood surface coating is a plasma treatment in a glow discharge. Cold plasmas were produced by electrical glow discharges in a gas medium at reduced pressure. The precursor gases used were ethylene, acetylene, 1-butene, and vapor of vinyl acetate. The treatment caused the solid softwood surface to become hydrophobic; 1-butene-plasma produced the best results. Although the surface plasma treatment resulted in water repellence, permeability to water vapor remained. Using a mixture of tetraethyl orthosilicate vapor (TEOS) and oxygen (O2) it was possible to investigate the inability of the glow discharge to coat the surface of wood orifices. Deposition of non-conventional polymeric thin films were observed on solid wood substrate after injecting a 1-butene-argon gas mixture into a glow discharge chamber. The deposited film showed water repellence, chemical resistance, insolubility in most common organic solvents and some protection against weathering. Infrared analyses revealed differences between conventional and plasma polymerized 1-butene. Plasma chemistry can be controlled by external conditions of plasma, such as input power, gas flow rate, pressure, and the time of exposure. Using low energetic plasmas the deposited film can be polymer like with a less crosslinked structure. Two different techniques - known capacitive coupled plasma and plasma jet - were tested in this study. Both these techniques appear promising in view of the low vacum level and low frequency, low power supply required, the lack of pollutants and solventes, and the use of industrial chemicals.

Orientador: Cristiane Yumi Koga-Ito / Resumo: A crescente incidência da resistência às drogas antifúngicas tornou-se um grande desafio para áreas médica e odontológica, fazendo com que a busca por métodos de tratamento alternativos ou em combinação com as já utilizadas sejam urgentemente necessárias. O objetivo deste projeto foi avaliar os efeitos da associação entre o plasma frio em pressão atmosférica e antifúngicos poliênicos convencionais utilizados no tratamento tópico da candidose bucal. Para tanto, foram realizados: a) Determinação das concentrações inibitórias dos antifúngicos poliênicos nistatina e anfotericina B e do plasma frio em pressão atmosférica sobre biofilmes de C. albicans; b) Avaliação do efeito dos tratamentos isolados e associados em condições/concentrações sub-inibitórias para fins de comparação e c) Avaliação dos diferentes protocolos de aplicação dos tratamentos, visando a obtenção da condição experimental mais eficaz para o controle do biofilme fúngico. Os dados de unidades formadoras de colônia foram comparados estatisticamente entre os grupos por One-way ANOVA e post hoc Tukey, com nível de significância de 5%. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que o jato de plasma apresentou efeito antifúngico similar quando aplicado isoladamente ou em associação com nistatina e anfotericina B. Ainda, foi possível concluir que o jato de plasma frio apresenta efeito antifúngico mais eficaz do que os tratamentos dos biofilmes utilizando nistatina e anfotericina B no tempo de 5 minutos. / Abstract: The increasing incidence of antifungal resistance represents a great challenge in the medical areas and Dentistry. For this reason, the search for alternative methods or combination with the conventional ones is urgently necessary. The aim of this project is to evaluate, the effects of association between atmospheric pressure cold plasma and conventional polyene antifungals used for the treatment of oral candidiasis will be studied. With this purpose, the following methodologies were be used: a) To determine the inhibitory concentrations of the polyene antifungals nystatin and amphotericin B and cold plasma on C. albicans biofilms, b) To evaluate the combination of treatments in subinhibitory conditions, including isolated treatments for comparison purposes and c) To evaluate different protocols of treatment application, aiming to obtain the most effective protocol against fungal biofilm. Data was compared by One-way ANOVA and post hoc Tukey, with a significance level of 5%. Considering the results, it could be concluded that cold plasma showed similar effects when applied alone or in association to nystatin and amphotericin B. Cold plasma showed more effective antifungal effect on biofilms when compared to nystatin and amphotericin B, after 5 min exposure. / Mestre

Dentre as fibras vegetais estudadas como reforço para produção de compósitos cimentícios, as fibras de coco verde e sisal se destacam por suas características mecânicas de interesse industrial, baixo custo e baixa densidade. O objetivo deste trabalho é o estudo da funcionalização de fibras de coco verde e sisal, pela técnica de polimerização com plasma frio de metano, bem como a análise do efeito do tratamento, a fim de reduzir a hidrofilicidade natural das fibras, preservar suas propriedades mecânicas e aumentar sua durabilidade em meio alcalino. Fibras de coco verde e sisal foram tratadas com plasma frio de metano durante 4, 10 e 20 min. O experimento também incluiu ensaio de degradação das fibras, antes e após tratamento, em solução saturada de cimento Portland. Por meio de análise de molhabilidade e de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X foi identificado que o tratamento tornou a superfície das fibras de sisal tratadas por 10 e 20 min menos hidrofílica, e das fibras de coco verde tratadas durante o mesmo tempo mais hidrofílica. Corroborando esses resultados, ensaio de arrancamento foi realizado em fibras de sisal tratadas por 20 min indicando boa aderência entre a fibra tratada e a matriz cimentícia. Após ensaio de degradação em solução cimentícia de ambas as fibras tratadas durante 10 e 20 min os resultados da espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier indicaram que o tratamento retardou o processo de degradação alcalina da hemicelulose e lignina das fibras de sisal, enquanto que para as fibras de coco verde a degradação das fibras sem tratamento foi igual ao daquelas sem com tratamento. Os ensaios mecânicos indicaram que as fibras de sisal tratadas tiveram maior resistência mecânica quando comparadas àquelas sem tratamento, e com relação às fibras de coco verde não houve diferença significativa entre fibras tratadas e sem tratamento. Além disso, não houve alteração do módulo de elasticidade das fibras de coco verde e sisal (sem tratamento e tratadas). Nesse contexto, os resultados obtidos indicaram que o tratamento com plasma frio de metano é eficaz para redução da hidrofilicidade da superfície das fibras de sisal, podendo vir a ser um tratamento promissor para minimizar a degradação alcalina da hemicelulose e lignina. / Among the studied plant fibres as reinforcement for the production of cement composites, green coconut and sisal fibres stand out for its mechanical characteristics of industrial interest, low cost, and low density. The aim of this work is to study of the plasma functionalization of green coconut and sisal fibres with methane cold plasma, as well as the analysis of the effect of this treatment in order to reduce the hydrophilicity of natural fibres, preserving its mechanical properties and increase its durability in alkaline medium. Green coconut and sisal fibres were treated with methane cold plasma for 4, 10 and 20 min. The experiment also included fibre degradation test before and after treatment in saturated solution of Portland cement. Wettability and XPS analyses indicated that the sisal fibres treated for 10 and 20 min presented surface more hydrophobic than green coconut fibres in the same treatment condition. Pullout test was performed in the sisal fibres treated by 20 min indicating good adherence between treated fibre and cement matrix. Both kinds of fibres were submited to degradation test imersed in the cementitious solution. The FTIR results indicated that the treatment retarded the alkaline degradation of the hemicellulose and lignin from sisal fibres whereas treated green coconut fibres showed the same degradation presented by untreated ones. The mechanical tests showed that the treated sisal fibres had higher mechanical strength compared to those without treatment, and regarding green coconut fibres there was no significant difference between treated and untreated fibres. Furthermore, there was no change in the modulus of elasticity of the green coconut and sisal fibre (treated and untreated). In this context, the results indicated that treatment with cold plasma of methane is effective in reducing the excessive hydrophilicity of the surface of sisal fibres and could be a promising treatment to minimize the alkaline degradation of hemicellulose and lignin.

Dentre as fibras vegetais estudadas como reforço para produção de compósitos cimentícios, as fibras de coco verde e sisal se destacam por suas características mecânicas de interesse industrial, baixo custo e baixa densidade. O objetivo deste trabalho é o estudo da funcionalização de fibras de coco verde e sisal, pela técnica de polimerização com plasma frio de metano, bem como a análise do efeito do tratamento, a fim de reduzir a hidrofilicidade natural das fibras, preservar suas propriedades mecânicas e aumentar sua durabilidade em meio alcalino. Fibras de coco verde e sisal foram tratadas com plasma frio de metano durante 4, 10 e 20 min. O experimento também incluiu ensaio de degradação das fibras, antes e após tratamento, em solução saturada de cimento Portland. Por meio de análise de molhabilidade e de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X foi identificado que o tratamento tornou a superfície das fibras de sisal tratadas por 10 e 20 min menos hidrofílica, e das fibras de coco verde tratadas durante o mesmo tempo mais hidrofílica. Corroborando esses resultados, ensaio de arrancamento foi realizado em fibras de sisal tratadas por 20 min indicando boa aderência entre a fibra tratada e a matriz cimentícia. Após ensaio de degradação em solução cimentícia de ambas as fibras tratadas durante 10 e 20 min os resultados da espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier indicaram que o tratamento retardou o processo de degradação alcalina da hemicelulose e lignina das fibras de sisal, enquanto que para as fibras de coco verde a degradação das fibras sem tratamento foi igual ao daquelas sem com tratamento. Os ensaios mecânicos indicaram que as fibras de sisal tratadas tiveram maior resistência mecânica quando comparadas àquelas sem tratamento, e com relação às fibras de coco verde não houve diferença significativa entre fibras tratadas e sem tratamento. Além disso, não houve alteração do módulo de elasticidade das fibras de coco verde e sisal (sem tratamento e tratadas). Nesse contexto, os resultados obtidos indicaram que o tratamento com plasma frio de metano é eficaz para redução da hidrofilicidade da superfície das fibras de sisal, podendo vir a ser um tratamento promissor para minimizar a degradação alcalina da hemicelulose e lignina. / Among the studied plant fibres as reinforcement for the production of cement composites, green coconut and sisal fibres stand out for its mechanical characteristics of industrial interest, low cost, and low density. The aim of this work is to study of the plasma functionalization of green coconut and sisal fibres with methane cold plasma, as well as the analysis of the effect of this treatment in order to reduce the hydrophilicity of natural fibres, preserving its mechanical properties and increase its durability in alkaline medium. Green coconut and sisal fibres were treated with methane cold plasma for 4, 10 and 20 min. The experiment also included fibre degradation test before and after treatment in saturated solution of Portland cement. Wettability and XPS analyses indicated that the sisal fibres treated for 10 and 20 min presented surface more hydrophobic than green coconut fibres in the same treatment condition. Pullout test was performed in the sisal fibres treated by 20 min indicating good adherence between treated fibre and cement matrix. Both kinds of fibres were submited to degradation test imersed in the cementitious solution. The FTIR results indicated that the treatment retarded the alkaline degradation of the hemicellulose and lignin from sisal fibres whereas treated green coconut fibres showed the same degradation presented by untreated ones. The mechanical tests showed that the treated sisal fibres had higher mechanical strength compared to those without treatment, and regarding green coconut fibres there was no significant difference between treated and untreated fibres. Furthermore, there was no change in the modulus of elasticity of the green coconut and sisal fibre (treated and untreated). In this context, the results indicated that treatment with cold plasma of methane is effective in reducing the excessive hydrophilicity of the surface of sisal fibres and could be a promising treatment to minimize the alkaline degradation of hemicellulose and lignin.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArlindoBNN_DISSERT.pdf: 2586996 bytes, checksum: 478bf85288aae614a5921757e3272558 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Research for better performance materials in biomedical applications are constants. Thus recent studies aimed at the development of new techniques for modification of surfaces. The low pressure plasma has been highlighted for its versatility and for being environmentally friendly, achieving good results in the modification of physic chemical properties of materials. However, it is requires an expensive vacuum system and cannot able to generate superficial changes in specific regions. Furthermore, it is limits their use in polymeric materials and sensitive terms due to high process temperatures. Therefore, new techniques capable of generating cold plasma at atmospheric pressure (APPJ) were created. In order to perform surface treatments on biomaterials in specific regions was built a prototype capable of generating a cold plasma jet. The prototype plasma generator consists of a high voltage source, a support arm, sample port and a nozzle through which the ionized argon. The device was formed to a dielectric tube and two electrodes. This work was varied some parameters such as position between electrodes, voltage and electrical frequency to verify the behavior of glow discharges. The disc of titanium was polished and there was a surface modification. The power consumed, length, intensity and surface modifications of titanium were analyzed. The energy consumed during the discharges was observed by the Lissajous figure method. To check the length of the jets was realized with Image Pro Plus software. The modifications of the titanium surfaces were observed by optical microscopy (OM ) and atomic force microscopy (AFM ). The study showed that variations of the parameters such as voltage, frequency and geometric position between the electrodes influence the formation of the plasma jet. It was concluded that the plasma jet near room temperature and atmospheric pressure was able to cause modifications in titanium surface / Pesquisas na busca por materiais com melhor desempenho para aplica??es biom?dicas s?o constantes. Assim, estudos recentes buscam o desenvolvimento de novas t?cnicas para modifica??es de superf?cies. O plasma a baixa press?o vem se destacando pela sua versatilidade e por ser ambientalmente correto, obtendo-se bons resultados na modifica??o das propriedades f?sico-qu?micas dos materiais. Por?m, esta t?cnica necessita de um sistema de v?cuo de alto custo e n?o ? capaz de gerar modifica??es superficiais em regi?es pontuais. Al?m disso, limita seu uso em materiais polim?ricos e termosens?veis, devido ?s altas temperaturas do processo. Diante disso, foram criadas novas t?cnicas capazes de gerar um plasma frio a press?o atmosf?rica (APPJ). Com o objetivo de realizar tratamentos superficiais em biomateriais em regi?es pontuais, foi constru?do um prot?tipo capaz de gerar um jato de plasma frio. O prot?tipo gerador de plasma consiste em uma fonte de alta tens?o, um bra?o suporte, um porta amostra e uma ponteira por onde passa o arg?nio ionizado. Dentro desta ponteira existe um tubo diel?trico e dois eletrodos. Neste estudo foram variados alguns par?metros como: posi??o entre eletrodos, tens?o e frequ?ncia el?trica para verificar o comportamento das descargas luminescentes. Tratou-se disco de tit?nio grau II polido e verificou-se a energia el?trica consumida, comprimento, intensidade e modifica??es superficiais do tit?nio. A energia consumida durante as descargas foram verificadas pelo m?todo da figura de Lissajous. Para verificar o comprimento dos jatos foi utilizado o software Image Pro Plus. As modifica??es na superf?cie do tit?nio foram verificadas por microscopia ?tica (MO) e de for?a at?mica (MFA). O trabalho mostrou que varia??es dos par?metros de tens?o, frequ?ncia e posi??o geom?trica entre os eletrodos influenciam na forma??o do jato de plasma. Foi poss?vel concluirque o jato de plasma pr?ximo ? temperatura ambiente e a press?o atmosf?rica foi capaz de provocar modifica??es superficiais no tit?nio

The great need to sterilize biologically sensitive or sterile material in operating theatres, has been given great importance for years. Among the various decontamination techniques being studied, there is a relatively new technique that involves using plasma for the process of decontaminating and sterilizing operating theatres. Plasma is known as the fourth State of matter, and holds the properties of free electrons, ions and cations, as well as other reactive species. This makes it a good candidate for the sterilization and/or decontamination of biological material. Nowadays, the use of plasma is being used with equipment that serves in the process of decontamination. Yet, this equipment at present, is working with low pressure and small volumes, based on the configuration of the electrodes. Generally, noble gases or peroxide are used to produce plasma, which makes it very difficult to use in the field. This thesis requires atmospheric pressure and non-thermal plasma generation equipment. In particular, a system called Atmospheric Pressure Plasma Chamber - No Thermal Plasma (APPC-NTP) and another system called Atmospheric-Pressure Plasma Jet - No Thermal Plasma (APPJ-NTP), which are based on two different systems. Both systems are characterized by the use of pure air as gas for the production of plasma. They work at atmospheric pressure and produce plasma at room temperature, which makes them perfect candidates to be used cost-effectively in many situations, even in the field, and can be used in the decontamination of sensitive material. The objective of this thesis is to investigate and establish a correlation if any, between independent variables entering the system, and dependent variables, or output of the system. This, in order to understand the behaviour of the plasma generated in the conditions, explained in the previous paragraph. While it is true that there are two different systems, the APPC-NTP and APPJ-NTP, the first has been divided into two, during the development of this thesis. Because two completely different voltage amplifiers have been used, the variables which have been studied, both input and output, have given different results. In conclusion, the work which has been done for this thesis, has established the correlation between the variables of entry and exit. Thus, leaving open the possibility of studying the behaviour of these, in relation to the efficiency of biological decontamination or sterilization. / La necesidad de descontaminar biológicamente material sensible o de esterilizar material en quirófanos, ha hecho durante años que se estudien diversas técnicas de descontaminación. Entre ellas surge una técnica relativamente nueva que es la posibilidad de descontaminar o esterilizar mediante plasma. El plasma es conocido por ser el cuarto estado de la materia, y debido a que es un estado en el que están presentes electrones libres, iones, cationes y otras muchas especies reactivas, parece que puede ser un buen candidato para conseguir la esterilización y/o descontaminación de material biológico. En la actualidad ya existen equipos que descontaminan mediante plasma pero estos equipos trabajan a bajas presiones y con pequeños volúmenes por la configuración de los electrodos y, en general, utilizan gases nobles o peróxido para producir el plasma por lo que hace que sea muy complicado su uso en campo. En esta tesis se utilizan equipos de generación de plasma no térmico a presión atmosférica, en concreto dos sistemas diferentes: un sistema denominado cámara de plasma a presión atmosférica - Plasma no térmico o APPC.NTP (Atmospheric Pressure Plasma Chamber - No Thermal Plasma) y otro sistema denominado Jet de plasma a presión atmosférica - Plasma no térmico o APPJ-NTP (Atmospheric-Pressure Plasma Jet - No Thermal Plasma). Ambos sistemas se caracterizan por usar aire puro como gas para la producción de plasma, trabajar a presión atmosférica y producir plasma a temperatura ambiente, lo que los convierte en candidatos perfectos para poder ser utilizados de forma económica en multitud de situaciones, incluso en campo, y de poder ser usados en la descontaminación de material sensible. El objetivo de esta tesis es única y exclusivamente tratar de establecer, en caso de existir, correlaciones entre variables independientes de entrada al sistema y variables dependientes o de salida del sistema a fin de entender el comportamiento del plasma generado en las condiciones explicadas en el párrafo anterior. Si bien es verdad que existen dos sistemas diferentes el APPC-NTP y el APPJ-NTP, el primero se ha dividido en dos durante el desarrollo de la tesis debido a que se han utilizado dos amplificadores de voltaje totalmente diferentes, por lo que las variables estudiadas tanto de entrada como de salida han sido distintas. El trabajo de esta tesis ha concluido con el establecimiento de las correlaciones obtenidas entre las variables de entrada y de salida dejando abierta la posibilidad de estudiar el comportamiento de estas en relación a la eficiencia de descontaminación biológica o la esterilización. / La necessitat de descontaminar biològicament material sensible o d'esterilitzar material als quiròfans, ha fet al llarg d'anys que s'estudien diverses tècniques de descontaminació. D'aquestes en surt una tècnica relativament nova que consiteix en descontaminar o esterilitzar mijançant plasma. El plasma és conegut per ser el quart estat de la matèria, y i degut a que és un estat en el que estan presents electrons lliures, ions, cations i altres espècies reactives sembla que pot ser un bon candidat per a aconseguir l'esterilització i/o descontaminació de material biològic.Eixida del sistema amb loblectiu d'entendre el comportament del plasma generat en les condicions. A l'actualitat ja existeixen equips que descontaminen mijançant plasma però aquestos equips treballen a baixes pressions i amb xicotets volums per la configuració dels electrodes i que, en general, utilitzen gasos nobles o peròxid per a produir el plasma, aquestes raons fan que siga molt complicat el seu ús en camp. A aquesta tesi s'utilitzaran equips de generació de plasma no tèrmic a pressió atmosfèrica, en concret dos sistemes diferents, un sistema anomenat càmera de plasma a pressió atmosfèrica-Plasma no tèrmic o APPC.NTP (Atmospheric Pressure Plasma Chamber - No Thermal Plasma) i altre sistema anomenat Jet de plasma a pressió atmosfèrica - Plasma no tèrmic o APPJ-NTP (Atmospheric-Pressure Plasma Jet - No Thermal Plasma). Tots dos sistemes es caracteritzen per l'ús d'aire pur com a gas per a la producció de plasma, treballar a pressió atmosfèrica i produir plasma a temperatura ambient, i per tant els converteix en cadidats perfectes per a poder ser utilitzats de forma econòmica en multitud de situacions, inclòs en camp i de poder ser usats en la descontaminació de material sensible. L'objectiu d'aquesta tesi és única i exclusivament tractar d'establir, en cas d'existir, correlacions entre variables independents d'entrada al sistema i variables dependents o d'eixida del sistema amb la finalitat d'entendre el comportament del plasma generat en les condicions exposades al paràgraf anterior. Malgrat que existeixen dos sistemes diferents, el APPC-NTP i el APPJ-NTP, el primer s'ha dividit en dos al llarg del desenvolupament de la tesi degut a que s'han utilitzat dos amplificadors de voltatge totalment diferents, pel que les variables estudiades, tant d'entrada con d'eixida, han estat diferents. El treball de la tesi ha conclòs amb l'establiment de les correlacions obtingudes entre les variables d'entrada i d'eixida deixant oberta la possibilitat d'estudiar el comportament d'aquestes en relació a l'eficiència de descontaminació biològica o l'esterilització. / Baeza Oliete, G. (2017). Contribución a la Generación de Plasma Frío Mediante Electrodos Tipo SMD y JET [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86202