Orientador: Prof. Dr. Jeverson Teodoro Arantes Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / Uma estrutura que pode autorregenerar em condições ambiente é um desafio enfrentado atualmente e é uma das áreas mais promissoras na ciência de materiais inteligentes. O presente projeto visa a utilização de métodos teóricos para o estudo das propriedades estruturais e funcionais de nanocompósitos intrinsecamente autorregenerativos, permitindo estratégias mais eficientes para o desenvolvimento de novos materiais. As simulações são baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Estudamos os componentes isolados que constituem o nanocompósito funcional: diarilbibenzofuranona (DABBF), SHP e nanopartículas de (óxido de) níquel. Estudando a formação da DABBF contra a reação da arilbenzofuranona (ABF) e O2 (auto-oxidação), vemos que a reação de formação sem barreira da DABBF é preferida à auto-oxidação porque existe um processo de transferência de carga que resulta no superóxido fracamente ligado. Realizamos um estudo sistemático por meio de cálculos ab initio para investigar a reação de clusters de Ni13 com moléculas de O2. Avaliamos dinamicamente o efeito sobre as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas e compreendemos o mecanismo de quimissorção do oxigênio (primeiro estágio da oxidação). Finalmente, estudamos as interações entre os oligômeros do SHP e as nanopartículas, levando ao nanocompósito autorregenerativo. Sugerimos como trabalhos futuros simular as interações entre todos esses materiais levando ao nanocompósito autorregenerativo por meio de uma abordagem multiescala via métodos DFT e de dinâmica molecular (MD). / A structure that can sustain self-healing repair under standard conditions is a challenge faced nowadays and is one of the most promising areas in smart materials science. The present project aims at the use of theoretical methods for the study of structural and functional properties of intrinsically self-healing nanocomposites, allowing improved design strategies for novel materials. The simulations are based on Density Functional Theory (DFT). We studied the isolated components that constitute the functional nanocomposite network: diarylbibenzofuranone (DABBF), SHP, and oxidated nickel nanoparticles. Studying DABBF bond formation against arylbenzofuranone (ABF) and O2 reaction (autoxidation), we see that the barrierless DABBF bond formation is preferred over autoxidation because there is a charge transfer process that results in the weakly bonded superoxide. We performed a systematic study by means of ab initio calculations to investigate Ni13 clusters reaction with O2 molecules. We evaluate dynamically the effect on structural, electronic, and magnetic properties and understand the oxygen chemisorption (first oxidation stage) mechanism. Finally, we study the interactions between SHP oligomers and the nanoparticles, leading to the selfhealing nanocomposite. We suggest as future work simulating the interactions between all these materials leading to the self-healing nanocomposite through a multiscale approach via DFT and molecular dynamics (MD) methods.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARTINS_Kelly_2013.pdf: 1489805 bytes, checksum: 32aed5a1b752893511324c4670fcbcd5 (MD5) Previous issue date: 2013-02-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / In order to minimize the side effects of chemotherapy concurrently with the enhancement of its therapeutic action is to use it on devices that enable a controlled drug release, by vectors, such as polymeric microspheres, which act as a drug carrier, modifying its distribution pattern in the organism. Paclitaxel ((Taxol®) is a drug used primarily in the treatment of ovarian, breast, lung and bladder cancer. Due to its antimitotic and antiproliferative action, there is a potential interest in cancer therapy. However, the success of this clinical application is limited to low solubility in water and toxic action. The objective of this study was to obtain and characterize physic-chemically the bioresorbable and biocompatible copolymer poly (L-co-D, L lactic acid) (PLDLA) microspheres encapsulating the paclitaxel chemotherapy. The simple emulsion technique allowed to obtain spherical microspheres, verified by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The average size of the microspheres PLDA pure and containing paclitaxel were, respectively, 10.3 μm ± 1.7 and 12.7 μm ± 1.3, obtained by the technique of laser light scattering (LLS). Moreover the essay of differential scanning calorimetry (DSC) suggests that the drug paclitaxel is homogeneously dispersed in the microspheres PLDLA. The encapsulation efficiency of the microspheres PLDLA paclitaxel was 98.0% ± 0.3, obtained by high performance liquid chromatography (HPLC). The in vitro release study performed on HPLC showed initial burst release followed by a slower release, which characterizes large diameter distribution systems. PLDLA microspheres released 90% ± 4.0 of the drug paclitaxel up to 30th day of study while the degradation process occurred. Thus, the microspheres obtained PLDLA devices are promising as carriers of paclitaxel, with potential for future applications in drug delivery systems. / Uma forma de minimizar os efeitos colaterais de quimioterápicos concomitantemente ao processo de potencialização de sua ação teraupêutica é empregá-los em dispositivos de liberação controlada de drogas, por meio de veículos, como microesferas poliméricas, que agem como carreadores de fármacos, modificando seu perfil de distribuição no organismo. O paclitaxel (Taxol®) é um quimioterápico utilizado principalmente no tratamento do câncer de ovário, mama, pulmão e bexiga. Devido à sua relevante ação antimitótica e antiproliferativa, existe potencial interesse de seu uso na terapia do câncer, porém o sucesso de sua aplicação clínica é limitado devido sua baixa solubilidade em água e sua ação tóxica. O objetivo desse estudo foi o de obter e caracterizar, físico-quimicamente, microesferas do copolímero biorreabsorvível e biocompatível poli(L-co-D,L ácido láctico) (PLDLA) encapsulando o quimioterápico paclitaxel. A técnica de simples emulsão permitiu a obtenção de microesferas na forma esférica, verificado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). O tamanho médio das microesferas de PLDLA puro e contendo paclitaxel, foi, respectivamente, de 10,3μm±1,7 e 12,7μm±1,3, obtidos pela técnica de espalhamento de luz laser (LLS). Já o ensaio de calorimetria diferencial exploratória (DSC), sugere que o fármaco paclitaxel está disperso de forma homogênea nas microesferas de PLDLA. A eficiência de encapsulação do paclitaxel nas microesferas de PLDLA foi de 98,0%±0,3, obtidos pela cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O estudo de liberação do fármaco in vitro realizado no HPLC apresentou liberação inicial em explosão, seguida de uma liberação mais lenta, características de microesferas que apresentam diâmetros variados. As microesferas de PLDLA liberaram 90%±4,0 do fármaco paclitaxel até o 30° dia de estudo enquanto se degradavam. Assim, as microesferas de PLDLA obtidas são dispositivos promissores como carreadores do paclitaxel, com potencial para futura aplicação em sistemas de liberação de fármacos.

Este trabalho apresenta alguns resultados de pesquisa laboratorial compreendendo projeto de dosagem, comportamento mecânico da mistura SMA (Stone Matrix Asphalt - Matriz Pétrea Asfáltica), bem como, aspectos executivos relacionados ao desenvolvimento de um trecho experimental em SMA para revestimento de pavimentos. Os resultados de laboratório obtidos mostram que o SMA é um revestimento asfáltico que pode apresentar bom desempenho sob cargas pesadas em climas quentes, pois estas misturas são muito resistentes à deformação permanente, mas preservam a flexibilidade como os concretos asfálticos densos. O SMA é uma solução bem conhecida para tráfego pesado na Europa e mais recentemente na América do Norte. O SMA também tem sido empregado para aumento de aderência em pista molhada e para redução de ruído. / This research presents laboratory test results of mixture design, mechanical behavior of SMA (Stone Matrix Asphalt), as well as some construction aspects regarding to development of Brazilian road trial section as a new bituminous surface course to pavement construction or maintenance.The laboratory results show that SMA can perform very well in hot climate under heavy load conditions due to the mixture to be very resistant against permanent deformation but still flexible like dense asphalt concrete. The SMA is a well Known solution for heavy traffic in Europe and, more recently, in North America. The SMA is also employed to increase the adherence in wet conditions and for noise reduction.

Nos processos usuais de prototipagem rapida, a transformacao do material para a construcao do prototipo, de maneira geral, e realizada por fusao ou polimerizacao oriunda do aquecimento via laser ou resistencia eletrica. Isso, necessariamente, envolve equipamento especial para o processo de fusao e deposicao do material para a construcao das superficies camada por camada, o controle de temperatura para assegurar a qualidade e o tratamento de gases exalados pela transformacao entre outros. Essa forma de transformacao nos processos de prototipagem rapida tem assim custos relativamente altos do prototipo e do equipamento. Uma alternativa para o processo de transformacao inclui evidentemente outros materiais para construcao do prototipo. Entretanto, no levantamento bibliografico realizado observou-se que nao existem trabalhos que explorem materiais e processos alternativos. Assim varios materiais foram analisados com base nas seguintes propriedades: processamento sob temperatura ambiente, capacidade de aderencia entre as camadas, tempo de consistencia e de cura do material, custo e disponibilidade no mercado nacional. Com base nesse estudo foi selecionado o seguinte material: composito a base de complexo de carboidrato, o qual transforma-se, de estado fisico, sob temperatura ambiente. Inicialmente analisaram-se os aspectos de aderencia e tempo de cura. Posteriormente estudaram-se as caracteristicas dos dispositivos e dos processos Fused Layer Modeling (FLM). Baseado nesse estudo foi fabricado um dispositivo para se extrudar material em forma de filamentos. Em seguida modelou-se o cinematismo da velocidade de deposicao do dispositivo extrusor e assim delinear o projeto de experimentos para se obter, do processo proposto, os aspectos qualitativo (operacao, preparacao, custos, utilizacao dos prototipos, entre outros) e quantitativo (velocidade de deslocamento dos eixos X e Y, alturas entre camadas, rugosidade e forma geometrica). Desse estudo resulta que a proposta demonstra potencial para aplicacao na fabricacao de mostruarios, pecas de brinquedos, utilizacao em cursos de formacao profissional, prototipos para moldagem a temperatura ambiente, moldes para fundicao em areia. / In usual processes of rapid prototyping the transformation of the material into the prototype construction is usually made by fusion or polymerization by means of heating by laser or electrical resistance. It necessarily requires special equipment for the fusion process and deposition of material for the surface construction, layer on top of layer, the temperature control to certify quality, the treatment of exhalation during the transformation process, among others. This kind of transformation in the rapid prototyping process is relatively expensive compared with the conventional process of prototyping. An alternative for the transformation process includes, obviously, other kinds of material for the prototype construction. However, bibliographic research has show, that there are no such works which explore alternative materials and processes especially in the national context. Therefore, several kinds of material have been analyzed based on the following properties: required temperature for the work, adherence capacity between the layers, consistence time or cure time of the prototype, cost and availability on the national market. The following material was chosen, based on this study: a compound, based on a carbohydrate complex, because it transforms itself from the physical form at room temperature. First of all, adherence aspects and curing time were analyzed,. Then characteristics of the apparatuses and devices of the Fused Layer Modeling process (FLM). Based on these characteristics the project of the extrusion device was developed, to extrude the carbohydrate composite in form of filaments and its kinematics was modeled to determine the depositing speed and design of experiments to obtain, out of the proposed process, the qualitative aspects (operation, preparation, costs, utilization of the prototype, among others) and quantitative (speed of the dislocation of the table at x-y axis, height between the layers, roughness and geometric form, among others). At that rate the developed proposal shows potentiality to be used in production of showcases, toy pieces, utilization in course for professional training, prototypes for molding at room temperature, forms for sand castings.

Organic solar cells show great potential to become a commercially available technology for renewable clean energy production due to their attractive properties. Inexpensive materials and manufacturing processes, including classical roll-to-roll fabrication, as well as the ability to produce flexible, low weight, semitransparent devices are some of the advantages organic photovoltaics provide. Addressing the most common issues in these new technologies, i.e., the low efficiencies of devices and rapid degradation of materials, could bring a realistic alternative for the photovoltaic industry. In this work, the performance of P3HT:PCBM based bulk heterojunction solar cells modified through low energy gold ion implantation in the hole transporting layer, the PEDOT:PSS, is studied. Reference solar cells without gold were also fabricated and characterized for comparison. Through field emission scanning electron microscopy (FESEM) micrographs, the formation of gold nanoparticles (AuNPs) in the PEDOT:PSS has been shown layer for the highest implantation doses used. Absorbance measurements of PEDOT:PSS films before and after gold implantation further confirmed this result. TRIDYN and SRIM simulation programs estimated shallow gold implantations of ~3 nm underneath the PEDOT:PSS films surface. Current-voltage (JxV) characteristics of reference solar cells under AM 1.5 illumination presented the uncommon S-shaped curves, an abnormal deviation from typical JxV curves. This was attributed to PEDOT:PSS degradation due to oxygen and water exposure, which reduced its work function significantly. As a result, deteriorated parallel and series resistances were obtained in reference devices, which ultimately reduced their field factors and power conversion efficiencies. This abnormal behavior was consistently eliminated with the introduction of AuNPs near the PEDOT:PSS/Active-layer interface, leading to the rectification of the illuminated JxV curves of modified solar cells and the reestablishment of cell parameters. Consequently, outstanding improvements in the field factors and power conversion efficiencies were observed in these devices. This was attributed to enhancement (and prevention from the reduction) of the PEDOT:PSS work function layer due to the presence of AuNPs, which rearranged the energy levels at the interface to a more favorable state: higher electron blocking and lower hole extraction barriers. / Células solares orgânicas têm mostrado grande potencial para se tornar uma alternativa tecnológica na produção de energia limpa e renovável. Baixo custo dos materiais e dos processos de manufatura, e a possibilidade de fabricar dispositivos com baixo peso, flexibilidade e semitransparência, inclusive pelo método clássico de roll-to-roll, são algumas das vantagens oferecidas pela fotovoltaica orgânica. Resolver os problemas mais comuns destes dispositivos, como a baixa eficiência na conversão de energia e a rápida degradação dos materiais, é necessário para sua disponibilização no mercado fotovoltaico atual. Neste trabalho, células solares de heterojunção volumétrica baseadas no polímero P3HT e modificadas através da implantação de íons de ouro de baixa energia na camada de PEDOT:PSS são estudadas. Dispositivos equivalentes sem modificação de ouro também foram fabricados e caracterizados como referência. Imagens obtidas através de um microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo (FESEM Field Emission Scannig Electron Microscopy) mostraram a formação de nanopartículas de ouro (AuNPs) na camada de PEDOT:PSS para as doses de implantação mais elevadas. Medidas do espectro de absorbância dos filmes de PEDOT:PSS antes e depois da implantação de ouro confirmam este resultado. Simulações feitas com os softwares TRIDYN e SRIM estimaram o ouro implantado em u ma profundidade de ~3 nm abaixo da superfície do PEDOT:PSS. As curvas de corrente-tensão (JxV) características das células solares de referência sob iluminação AM 1.5 mostraram um comportamento de forma S, que corresponde a um desvio da forma típica das curvas JxV. Isto foi atribuído à degradação dos filmes de PEDOT:PSS devido à exposição ao oxigênio e à água, que reduz sua função trabalho significativamente. Como resultado, deterioraram-se as resistências em paralelo e em série destes dispositivos, o que em última instância, reduziu o Field Factor (FF) e a eficiência na conversão de energia. Este comportamento anormal foi eliminado de forma consistente após a introdução de AuNPs perto da interface PEDOT:PSS/Camada-Ativa. As curvas JxV das células solares modificadas sob iluminação foram retificadas e os valores dos seus parâmetros restabelecidos. Melhorias notáveis no FF e eficiência de conversão de energia foram obtidas para todas as células solares modificadas. Isto foi atribuído ao aumento da função trabalho da camada de PEDOT:PSS pela presença das AuNPs, que reorganizou os níveis de energia na interface para um estado mais favorável: com barreiras de potencial otimizadas para bloquear a extração de elétrons e favorecer a de buracos.

Ao final da década de 1980, pesquisadores da empresa Eastman Kodak anunciaram as propriedades eletroluminescentes de materiais orgânicos não poliméricos. Seguindo essa linha, em 1990, um grupo de pesquisadores ingleses demonstrou propriedades semelhantes para os polímeros, utilizando-os como elementos ativos de dispositivos emissores de luz. Era este o início de uma nova área de pesquisa que tinha interface na eletrônica e nos novos semicondutores poliméricos. Surgiram os chamados polímeros luminescentes - resultado das descobertas das propriedades semicondutoras dos polímeros e copolímeros, blendas e heteroestruturas orgânico-inorgânicas. Os materiais semicondutores poliméricos apresentam diversas vantagens associadas à sua característica de fácil processamento e baixo custo de produção. Podem ser utilizados na forma de filmes finos que têm boas propriedades mecânicas e que permitem a sua utilização em substratos flexíveis. Diversas empresas como Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak e Uniax têm investido fortemente em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes, memórias, sensores de imagem e outros sensores que aproveitam as propriedades dos polímeros semicondutores. A radiação, numa variada faixa de comprimentos de onda, pode afetar as propriedades de alguns desses polímeros semicondutores. A característica de material semicondutor, inerente a esses materiais, pode ser degradada por efeito de foto-oxidação que pode ser estimulado pela exposição à radiação. Surge a possibilidade de desenvolver dispositivos baseados em polímeros semicondutores para uso em detectores de radiação. Este trabalho consiste num estudo de desenvolvimento de dosímetros poliméricos de radiação para a faixa de comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm, especificamente usada em ambientes hospitalares no tratamento intensivo de neonatos. Com o objetivo descrito, foi realizado o estudo de substratos adequados para a finalidade desejada, o desenvolvimento de um processo de deposição para os dispositivos de filmes-finos e o estudo da influência da radiação na faixa do ultravioleta-visível (UV-Vis) em suas propriedades. Das diversas técnicas de deposição de filmes finos existentes, foi selecionada para este estudo, a de deposição por jato de tinta (\"inkjet printing\") devido às suas características de simplicidade, potencial custo baixo e, principalmente, o menor nível de perda do polímero a ser depositado, já que a referida técnica permite a deposição de quantidades mínimas do material. Como material ativo foi selecionado um semicondutor polimérico da família dos polifluorenos, devido ao seu relativamente fácil manuseio. Pesquisadores da área, cada vez mais, acreditam que a impressão por jato de tinta seja uma das técnicas de deposição mais promissoras para a produção em grande escala. O objetivo desta pesquisa é contribuir com um novo instrumento a ser usado no monitoramento da irradiação no tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia no ambiente da neonatologia hospitalar. Atualmente os bebês recém-nascidos são tratados com empirismo considerável tendo em conta não haver procedimentos de controle para a dose da irradiação aplicada ao neonato nas incubadora neonatal das maternidades. Os riscos de hiperbilirrubinemia severa do neonato incluem a possibilidade de surdez, de paralisia cerebral ou mesmo de lesão cerebral em casos extremos. A observada Icterícia pode estar ligada à imaturidade do fígado do bebê. A bilirubinemia é muito freqüente em neonatos e precisa ser tratada para a redução dos citados riscos. O tratamento mais comum é a fototerapia com radiação na faixa do UV-próximo/azul. A fototerapia é realizada por várias sessões de muitas horas que dependem do nível de hiperbilirrubinemia no sangue, TBS (Total Bilirrubine Serum) do bebê. A hiperbilirrubinemia é crítica quando seu nível for igual ou maior que 428 micromol/litro ou 25 mg/dL (Referencia - Previsão e prevenção de hiperbilirrubinemia de neonatal extremo, T.B., Newman et al., Arco Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Além de permitir reduzir o empirismo do tratamento com o uso de um dosímetro para a faixa de radiação em tela, este pode ser usado para avaliar a condição da fonte de radiação específica de luz usada neste tipo de tratamento. O dosímetro proposto, como instrumento adicional para os neonatologistas poderá monitorar as doses de radiação aplicada durante a fototerapia e evitar excessos, reduzindo o tempo no protocolo de tratamento neonatal. / At the end of the 1980s, researchers from Eastman Kodak announced the electroluminescent properties of non-polymeric organic materials. At the beginning of the 1990s, researchers from the UK showed similar properties of organic polymers, using them as active elements in light emitting devices. It was the beginning of a new research area interfacing the electronics and the new polymeric semiconductors. As a result of the findings on the semiconducting properties of polymers and copolymers, blends and organic-inorganic heterostructures, a new class of materials became the research subject of several groups. Polymer semiconductors exhibit several advantages like simple processing and low production cost. They can be utilized as thin-films with good mechanical properties for use in flexible substrates. Several high-tech enterprises like Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak and Uniax are investing strongly in the research and development of such materials and devices, including memories, image sensors, light-emmiting devices, among others. Radiation in a very broad range of wavelengths can affect characteristics of some semiconductor polymers. Their inherent semiconducting feature can be degraded by the photo-oxidation effect, activated by radiation exposition. This suggests the possibility of the development of semiconductor polymer based radiation sensing devices. This work deals with a study of radiation dosimeters for the wavelength range of 400 nm to 500 nm, specifically important at the maternity hospitals in the therapy of newborn babies. To cope with this objective, the study of adequate substrates, development of suitable deposition process for the thin-film devices and study of its properties changes with radiation in the ultraviolet-visible (UV-Vis) range was done. From the different thin-film deposition techniques, the inkjet deposition technique was selected for this study thanks to its production simplicity, potential low cost an, mainly, because it permits the deposition of minute amounts of material, leading to very little material losses. As the active material a polymeric semiconductor of the fluorene family was selected thanks to its easy processing. Researchers of this area, more and more, believe that the Inkjet Printing is one of the very promising deposition techniques for mass production of those devices. The aim of this research is to offer a new tool to be used in the monitor of the irradiation in the phototherapy for severe hyperbilirubinemia of newborn babies. In most cases newborn babies are treated with a considerably empiric protocol considering the inexistence of procedures to control the radiation doses in the treatments. The risks of extreme neonatal hyperbilirubinemia include possibility of deafness, cerebral palsy or brain damage in extreme cases. Jaundice may be due to the immaturity of baby\'s liver. Bilirubinemia is most frequent in newborn and must be treated to reduce such risks. The most common treatment is phototherapy with nearUV-blue radiation. Phototherapy is accomplished by several sessions of many hours depending on the Total Bilirubin Serum (TBS) found in the baby blood. Hyperbilirubinemia is very dangerous to the near-term newborn when its level is equal or greater than 428 micromol/liter or 25 mg/dL (Reference Prediction and prevention of extreme neonatal hyperbilirubinemia, T.B., Newman et al., Arch Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Besides reducing the empiric treatments based on the nearUV-blue radiation, the use of a sensor can be important to evaluate the condition of the specific type of lamp used in the treatments. The proposed dosimeter can be an additional instrument for the neonatologists to be used in the determination of the phototherapy radiation dose, thus reducing, in the medical protocol, the jaundice treatment time.

Atualmente, os estudos envolvendo nanomateriais como aditivos em propantes são o foco das companhias e universidades norte-americanas para o desenvolvimento de propantes que possam sofrer alterações químicas e mecânicas dentro do reservatório ou para permitir a rastreabilidade e direcionamento. Este trabalho apresenta um desenvolvimento de grânulos de metacaulim capazes de incorporar nanomateriais em sua estrutura. O método adotado para sua produção foi a mistura intensiva da matéria-prima (MP) com nanomateriais dispersados e adicionados em resina para revestimento. A rota de produção tem potencial para produzir grânulos com grau de K&S variando entre 0,7 e 0,9 tanto para esfericidade como para o arredondamento. Os ensaios de resistência ao esmagamento resultaram em valores entre 3 K e 4 K (x 1.000 psi) para algumas das amostras sinterizadas a 1.300 ºC. As análises de MEV comprovam a incorporação dos nanomateriais de carbono, na estrutura interna dos propantes. / Today, studies on nanomaterials that are used as additives in proppants are the focus of North America\'s companies and universities in order to develop either proppants that can suffer mechanical and chemical changes inside the reservoir or that enable their traceability and direction. This work presents a development on the microspheres of metakaolin\'s capacity to incorporate nanomaterials to their structure. The production route has the potential to produce K & S grade microspheres ranging from 0.7 to 0.9 for both sphericity and rounding. Crush strength tests resulted in values between 3 K and 4 K (x 1,000 psi) for some of the samples sintered at 1300 °C. The SEM analyzes prove the integration of carbon nanomaterials into the proppant structures.

A úlcera de pressão é um ferimento que acomete grande número de pessoas hospitalizadas, incapacitadas de movimentação e os idosos. As alterações fisiológicas do envelhecimento seja no sistema cardiocirculatório, respiratório, renal ou no próprio sistema nervoso central, são as responsáveis pela maior predisposição dos idosos a complicações durante a hospitalização. A idade avançada é um dos fatores importantes no desenvolvimento da úlcera de pressão, pois ocorrem muitas mudanças, como o achatamento da junção entre a derme e a epiderme, menor troca de nutrientes, menor resistência à força de cisalhamento, diminuição da capacidade de redistribuir a carga mecânica da pressão. A úlcera de pressão pode ser definida como uma área localizada de necrose celular que tende a se desenvolver quando o tecido mole é comprimido entre uma proeminência óssea e uma superfície dura por um período prolongado de tempo. O tratamento para esse problema é difícil devido ao custo, ao tempo necessário para a cicatrização, aos constantes cuidados e deve proteger a ferida, ser biocompatível e fornecer uma hidratação ideal. Os biomaterias, entre eles, a quitosana apresenta características próprias para um curativo numa lesão grave. O objetivo desse trabalho foi preparar um curativo à base de quitosana que apresente propriedades adequadas ao tratamento de ferimentos relacionados à lesão de pele. O curativo foi obtido a partir da solução de quitosana, um polímero proveniente da quitina, que é encontrada principalmente em cascas de camarões, lagostas e insetos, sendo seco em estufa ou liofilizado, com ou sem suporte mecânico, em diferentes concentrações (1,2,3 e 6%), e em associação com outras substâncias. As membranas com melhores características mecânicas foram aquelas secas por liofilização, com suporte mecânico. Dessas, a que teve uma maior absorção de solução fisiológica 0,9% foi a membrana de quitosana a 1%, liofilizada com poliéster, que apresentou também, a melhor característica física sensorial e melhor preço. A fotomicrografia mostrou que as membranas com maior retenção de líquido apresentaram os maiores poros. Foi obtido, assim, curativos com as qualidades propostas no presente trabalho. / The pressure ulcer is a wound that commits a great number of hospitalized people, people disabled of movement and the elders. The main important factorsthat contribute to the elder\'s predisposition to clinical complications are physiological alterations in the aging process involving the cardiovascular system, respiratory, renal ou even in the central nervous system. The advanced age is one of the important factors in the development of the pressure ulcer therefore many changes may occur such as dermis and epidermis junction f1attening, nutrients decrease exchange, shear force decrease resistance and reduction of the capacity to redistribute the pressure mechanical load. The pressure ulcer may be defined as a cellular necrosis area that tends to develop when the soft skin tissue is compressed over a bony proeminence over a long period of time. The main reasons the treatment is so difficult are as follows: time necessary for scarifying process, constant care and wound protection, must be biocompatible and must provide ideal moisturizing. Biomaterials such as chitosan, presents optimal characteristics for a curative in acute lesions. In this present work the objective was the development of a chitosan made of curative that had adequate properties for treatmente of skin lesion related wounds. The curative was obtained from a chitosan solution which is a polymer obtained from chitin (which is commonly found in shrimp, lobsters and insect shells) and can be both heat-dried or lyophilized, with ou without mechanical support structure, in different solutions concentrations (1, 2, 3 and 6%) and also in association with other substances. The membranes with the best mechanical characteristics where those dried by lyophilization and with mechanical support structure. In this group the one that had the best physiological solution 0,9% absorption was the chitosan 1% lyophilized with polyester that also presented the best physical-sensorial characteristics and best price. The photomicrography showed that membranes with greater liquid retention presented the best pore size. This way, curatives where then obtained with the qualities proposed by this presente work.

Nesse trabalho, foi analisada a redução de arrasto, a partir da utilização de duas bancadas experimentais, onde uma delas está situada no laboratório de Mecânica dos Fluidos (EPUSP) e a outra, no laboratório de Fisiologia Vascular (ICB-USP). A redução de arrasto foi investigada a partir do uso dos seguintes polímeros: poliacrilamida 1822S e 1340S, polietileno glicol (PEG4000) e óxido de polietileno (Polyox WSR-301). O comportamento reológico das soluções poliméricas do PEG4000 e das poliacrilamidas foi adquirido experimentalmente, enquanto do Polyox WSR-301 foi obtido da literatura. Esses polímeros foram utilizados na bancada experimental da EPUSP, simulador hidrodinâmico, mas somente o PEG4000 foi utilizado na bancada experimental do ICBI em leitos arteriais caudais de ratos normotensos (Wistar) e espontaneamente hipertensos (SHR). No simulador hidrodinâmico, foi estudada a redução de arrasto em escoamentos pulsáteis laminares e turbulentos, cuja faixa de Reynolds varia entre 2300 a 13700, com concentrações poliméricas que variaram entre 5 e 100 ppm, porém para o PEG4000 essa concentração atingiu valor de 5000 ppm. Em leitos arteriais caudais de ratos, a redução de arrasto foi analisada para escoamento laminar, cuja faixa de Reynolds varia entre 100 e 700, com concentração polimérica de 5000 ppm. Além disso, a redução de arrasto foi estudada na presença e ausência das células endoteliais. Simulações computacionais utilizando o método dos volumes finitos (Fluent) foram realizadas a partir dos dados obtidos da bancada experimental do ICB-I, para avaliar a distribuição da tensão de cisalhamento sobre a parede do vaso na presença e ausência das células endoteliais e do PEG4000, considerando a parede da artéria rígida. A partir dos dados obtidos da análise da viscosidade, ficou constatado que o PEG4000 com concentração de 5000 ppm e as poliacrilamidas 1822S e 1340S com concentrações de 5 e 10 ppm apresentaram comportamento de fluido Newtoniano. Para as poliacrilamidas, concentrações poliméricas acima de 10 ppm apresentaram comportamento de fluido não-Newtoniano. De acordo com a literatura, o Polyox WSR-301 apresentou comportamento de fluido Newtoniano para todas as concentrações poliméricas utilizadas nesse trabalho. O PEG4000 não apresentou o fenômeno da redução de arrasto em nenhuma concentração polimérica analisada, quando aplicado na bancada experimental da EPUSP. As poliacrilamidas e o Polyox WSR-301 apresentaram reduções de arrasto que foram dependentes do número de Reynolds e da concentração utilizada, muito embora o Polyox WSR-301 tenha se mostrado mais eficiente em promover esse fenômeno. Nos leitos arteriais caudais, o PEG4000 apresentou redução de arrasto para a concentração de 5000 ppm, que foi acentuada pela presença das células endoteliais. Os valores da tensão de cisalhamento foram maiores para o animal SHR quando comparados com o animal Wistar. Além disso, no animal Wistar, o endotélio controlou o aumento dessa tensão via produção de substâncias vasodilatadoras, mas apresentou disfunção no animal SHR. A partir dos resultados apresentados acima, podese concluir que o Polyox WSR-301 é mais eficiente para promover a redução de arrasto em tubos rígidos. Por outro lado, muito embora o PEG4000 não tenha apresentado efeito na bancada experimental da EPUSP, esse se mostrou um bom redutor de arrasto em leitos arteriais caudais, tendo sua ação intensificada pela presença das células endoteliais. / In this work, the drag reduction was analyzed in two benches located at Laboratory of Fluid Mechanics at Polytechnic School (EPUSP) and at Laboratory of Vascular Physiology at Institute of Biomedical Science (ICB-USP). The drag reduction was investigated for the following polymers: polyacrilamide 1822S and 1340S, polyethylene glycol (PEG4000) and polyethylene oxide (Polyox WSR-301). The rheological behavior of polymeric solutions of polyacrilamide and PEG4000 was acquired experimentally; while it was obtained from the literature for Polyox WSR-301. All of these polymers were used in the hydrodynamic simulator, but only PEG4000 was employed in the tails arterial bed from normotensive (Wistar) and spontaneously hypertensive rats (SHR) at ICB-1. In the hydrodynamic simulator, the drag reduction was analyzed in laminar and turbulent pulsatile flow, in the range varying between 2300 and 13700, with polymeric concentrations between 5 and 100 ppm, but for PEG4000, concentration has reached 5000 ppm. On the other hand, in the tail arterial beds, the drag reduction was analyzed for laminar flow, in the range between 100 and 700, with polymeric concentration of 5000 ppm. In addition, it was studied in the presence and absence of endothelial cells. Computational simulation using the finite volume method (Fluent) was performed using data obtained from ICB-1 in order to analyze the wall shear stress distribution along of wall vessel both in the presence and absence of endothelial cells and PEG4000, considering the rigid walls. Polyacrilamide 1822S and 1340S as well as PEG4000 showed behavior of Newtonian fluid in the following concentrations: 5 and 10 ppm and 5000 ppm, respectively. On the other hand, for polyacrilamides, concentrations higher than 10 ppm showed behaviour of non- Newtonian fluids. According to the literature, the Polyox WSR-301 behaved as a Newtonian fluid in all concentrations used in this work. At EPUSP\'s bench, while PEG4000 did not show drag reduction for any polymeric concentration analyzed, this phenomenon could be seen for polyacrilamides and Polyox WSR-301, being dependent on Reynolds number as well as polymeric concentration. More important, Polyox WSR- 301 showed to be the most efficient drag reducer of them. Interestingly, in the assays employing the tail arterial beds, PEG4000 showed drag reduction in the concentration of 5000 ppm and it was increased by the presence of the endothelial cells. Thus, Polyox WSR-301 seems to be more efficient to promote drag reduction in the rigid tubes. On the other hand, while PEG4000 did not show drag reduction at EPUSP\'s bench, it was a good drag reducer in the tail arterial beds, being intensified by the action of endothelial cells.

A úlcera de pressão é um ferimento que acomete grande número de pessoas hospitalizadas, incapacitadas de movimentação e os idosos. As alterações fisiológicas do envelhecimento seja no sistema cardiocirculatório, respiratório, renal ou no próprio sistema nervoso central, são as responsáveis pela maior predisposição dos idosos a complicações durante a hospitalização. A idade avançada é um dos fatores importantes no desenvolvimento da úlcera de pressão, pois ocorrem muitas mudanças, como o achatamento da junção entre a derme e a epiderme, menor troca de nutrientes, menor resistência à força de cisalhamento, diminuição da capacidade de redistribuir a carga mecânica da pressão. A úlcera de pressão pode ser definida como uma área localizada de necrose celular que tende a se desenvolver quando o tecido mole é comprimido entre uma proeminência óssea e uma superfície dura por um período prolongado de tempo. O tratamento para esse problema é difícil devido ao custo, ao tempo necessário para a cicatrização, aos constantes cuidados e deve proteger a ferida, ser biocompatível e fornecer uma hidratação ideal. Os biomaterias, entre eles, a quitosana apresenta características próprias para um curativo numa lesão grave. O objetivo desse trabalho foi preparar um curativo à base de quitosana que apresente propriedades adequadas ao tratamento de ferimentos relacionados à lesão de pele. O curativo foi obtido a partir da solução de quitosana, um polímero proveniente da quitina, que é encontrada principalmente em cascas de camarões, lagostas e insetos, sendo seco em estufa ou liofilizado, com ou sem suporte mecânico, em diferentes concentrações (1,2,3 e 6%), e em associação com outras substâncias. As membranas com melhores características mecânicas foram aquelas secas por liofilização, com suporte mecânico. Dessas, a que teve uma maior absorção de solução fisiológica 0,9% foi a membrana de quitosana a 1%, liofilizada com poliéster, que apresentou também, a melhor característica física sensorial e melhor preço. A fotomicrografia mostrou que as membranas com maior retenção de líquido apresentaram os maiores poros. Foi obtido, assim, curativos com as qualidades propostas no presente trabalho. / The pressure ulcer is a wound that commits a great number of hospitalized people, people disabled of movement and the elders. The main important factorsthat contribute to the elder\'s predisposition to clinical complications are physiological alterations in the aging process involving the cardiovascular system, respiratory, renal ou even in the central nervous system. The advanced age is one of the important factors in the development of the pressure ulcer therefore many changes may occur such as dermis and epidermis junction f1attening, nutrients decrease exchange, shear force decrease resistance and reduction of the capacity to redistribute the pressure mechanical load. The pressure ulcer may be defined as a cellular necrosis area that tends to develop when the soft skin tissue is compressed over a bony proeminence over a long period of time. The main reasons the treatment is so difficult are as follows: time necessary for scarifying process, constant care and wound protection, must be biocompatible and must provide ideal moisturizing. Biomaterials such as chitosan, presents optimal characteristics for a curative in acute lesions. In this present work the objective was the development of a chitosan made of curative that had adequate properties for treatmente of skin lesion related wounds. The curative was obtained from a chitosan solution which is a polymer obtained from chitin (which is commonly found in shrimp, lobsters and insect shells) and can be both heat-dried or lyophilized, with ou without mechanical support structure, in different solutions concentrations (1, 2, 3 and 6%) and also in association with other substances. The membranes with the best mechanical characteristics where those dried by lyophilization and with mechanical support structure. In this group the one that had the best physiological solution 0,9% absorption was the chitosan 1% lyophilized with polyester that also presented the best physical-sensorial characteristics and best price. The photomicrography showed that membranes with greater liquid retention presented the best pore size. This way, curatives where then obtained with the qualities proposed by this presente work.