CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As ceras naturais, como a carnaÃba, sÃo misturas complexas de Ãsteres compostos de Ãcidos graxos e alcoÃis de cadeia longa. ObtÃm-se a cera de carnaÃba pelo pà cerÃfero depositado na superfÃcie das folhas da palmeira Copernicia sp, popularmente conhecida como carnaubeira. O objetivo deste trabalho foi estudar a produÃÃo de Ãlcoois de cadeia longa a partir da cera de carnaÃba bruta utilizando diferentes mÃtodos de hidrÃlise alcalina. Amostras de cera de carnaÃba filtrada e refinada de cor amarela (tipo I) foram hidrolisadas por trÃs diferentes processos: (1) 5 g de cera de carnaÃba juntamente com 100 mL de soluÃÃo aquosa de hidrÃxido de potÃssio 2, 5, 10, 15 e 20 % (m/v) foram levadas em tempos de 15, 30, 60 e 120 minutos ao condensador de refluxo a 100ÂC; (2) 3 g de cera de carnaÃba juntamente com 50 mL de soluÃÃo aquosa de hidrÃxido de potÃssio 2, 5, 10, 15 e 20% (m/v) foram irradiadas em forno de microondas seguindo uma programaÃÃo de tempo e potÃncia; (3) 10 g de cera de carnaÃba juntamente com 200 mL de soluÃÃo de hidrÃxido de potÃssio a 2, 10 e 20 % (m/v) foram levadas ao reator quÃmico pressurizado. ApÃs o processo de hidrÃlise, as amostras foram filtradas, lavadas a quente, secas em estufa a 80ÂC/6h e transformadas em pÃ, calculando-se o rendimento e o Ãndice de acidez. As amostras hidrolisadas foram extraÃdas com heptano em Soxhlet por 4 horas e o material obtido foi analisado no espectrÃmetro de massas para a determinaÃÃo da composiÃÃo de alcoÃis de cadeia longa. As amostras hidrolisadas em microondas apresentaram os melhores resultados em rendimento e em Ãndice de acidez. Os alcoÃis triacontanol (A30), dotriacontanol (A32) e tetratriacontanol (A34) foram identificados nas amostras de cera de carnaÃba hidrolisadas pelos trÃs diferentes processos, sendo o dotriacontanol o mais abundante entre eles. / The natural waxes like carnauba, are complex mixtures of ester compounds of fatty acids and long chain alcohols. Carnauba wax is obtained from the waxy powder from the leafs of the Copernicia sp palm, known as carnaubeira. The objective of this work was to study the production of long chain alcohols from crude carnauba wax using different methods of alkaline hydrolysis. Samples of yellow carnauba wax (type I) were filtered refined and hydrolyzed by three different processes: (1) 5 g of carnauba wax along with 100 ml aqueous potassium hydroxide 2, 5, 10, 15 and 20% (w/v) were taken at times of 15, 30, 60 and 120 min the reflux condenser at 100 ÂC; (2) 3 g of carnauba wax, along with 50 mL of aqueous solution of potassium 2, 5, 10 , 15, and 20% (w/v) were irradiated in a microwave oven following a time schedule and power; (3) 10 g of carnauba wax along with 200 mL of potassium hydroxide 2, 10 and 20% (w/v) were brought to the pressurized chemical reactor. After the hydrolysis process, the samples were filtered, washed, dried at 80 C/6h and turned into powder. The process yeld and acidity were measured. The hydrolysed samples were extracted with Soxhlet heptane for 4 hours and the material was analyzed by gas-chromatography-mass spectrometry to determine the composition of long chain alcohols. The samples hydrolyzed in a microwave presented the best yield and acidity index. The alcohols triacontanol (A30), dotriacontanol (A32) and tetratriacontanol (A34) were identified in samples of carnauba wax hydrolyzed by the three different processes, and the dotriacontanol was the most abundant among them.

A biomineralização óssea é um processo complexo e multifatorial sendo um grande desafio para a ciência à compreensão dos seus mecanismos regulatórios. Este processo é mediado pela liberação de vesículas da matriz (MVs), as quais surgem das superfícies de osteoblastos e são secretadas no local específico do início da biomineralização. MVs têm a capacidade de acumular altas concentrações de íons Ca2+ e fosfato (Pi), proporcionando um microambiente adequado para a formação inicial e propagação dos cristais de hidroxiapatita. Especial atenção deve ser dada a duas proteínas: Anexina V (AnxA5) e Fosfatase Alcalina (TNAP). As anexinas são as proteínas mais abundantes detectadas nas MVs e responsáveis pela formação de canais de cálcio. TNAP apresenta atividade fosfomonohidrolítica, produzindo Pi a partir, principalmente, de pirofosfato (PPi) e ATP. O enfoque deste projeto foi produzir e caracterizar proteolipossomos com diferentes composições lipídicas de dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC) e dipalmitoil fosfatidilserina (DPPS) contendo TNAP e AnxA5, e manter a funcionalidade das proteínas após incorporação nos sistemas miméticos. Foi possível incorporar AnxA5 em DPPC-proteolipossomos (11,64 µg/mL), mas na presença de DPPS houve um aumento significativo de AnxA5 incorporada (25,79 µg/mL) a DPPC:DPPS 10%-proteolipossomos (razão molar). A presença das proteínas nos proteolipossomos compostos por DPPC e DPPC:DPPS 5, 10 e 15% (razão molar) foi confirmada por SDS-PAGE e Immunoblotting. Melhores rendimentos de incorporação das duas proteínas foram obtidos quando ambas foram incorporadas concomitantemente. DPPC-proteolipossomos e DPPC:DPPS 10%-proteoliposomos revelaram conter 75% de AnxA5 e 25% de TNAP em concentração de proteína. A presença de DPPS não afetou significativamente as porcentagens de proteínas incorporadas. Os parâmetros cinéticos da TNAP na hidrólise de diferentes substratos fisiológicos (ATP, ADP e PPi) foram determinados na presença e ausência de AnxA5, em pH fisiológico, e para os diversos sistemas lipídicos. A melhor eficiência catalítica da enzima foi obtida para sistemas contendo 10% de DPPS (razão molar) (kcat/K0.5= 183,02; 776,06 e 657,08 M-1.s-1, respectivamente). A TNAP apresentou maior especificidade para a hidrólise de PPi quando comparado com ATP e ADP. Estudos utilizando Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) mostraram que o aumento da concentração de DPPS em DPPC-lipossomos proporcionou um progressivo alargamento no pico de transição de fase, diminuição na t1/2 e H. A pré-transição de fase só foi detectada até a concentração de 15% de DPPS em DPPC. Para 20% de DPPS e acima, observou-se uma segregação lateral de fase com a formação de possíveis microdomínios ricos em DPPS. A interação da AnxA5 com DPPC-lipossomos e DPPC:DPPS 10%-lipossomos resultou em uma redução nos valores de H (de 8,73 para 5,68 e 8,43 para 5,37 Kcal.mol-1, respectivamente). Quando a TNAP está presente nos proteolipossomos, este efeito é ainda maior. A AnxA5 incorporada em DPPC-proteolipossomos e DPPC:DPPS 10%-proteolipossomos (razão molar) foi capazes de mediar o influxo de 45Ca2+ para dentro das vesículas (~ 800 nmol Ca2+) quando utilizados faixas de concentração de cálcio em níveis fisiológicos (~2 mM). A presença da TNAP nos proteolipossomos não afetou o influxo de Ca2+ mediado pela AnxA5. Entretanto, a presença da AnxA5 afetou significativamente os parâmetros cinéticos da TNAP para os diferentes substratos. Estudos com vesículas unilamelares gigantes (GUVs) também confirmaram a inserção funcional da AnxA5 em vesículas constituídos de dioleoil fosfatidilcolina (DOPC) e DOPC:DPPS 10% (razão molar). O principal efeito causado pela AnxA5 na morfologia das GUVs foi a perda de contraste óptico devido a formação de poros nas membranas das vesículas. Neste caso, a presença de DPPS não proporcionou mudanças significativas para a incorporação da AnxA5. TNAP quando inserida em GUVs provocou intensa flutuação e excesso de área das vesículas com formação de filamentos. A presença do DPPS provavelmente dificulta a inserção da TNAP à membrana das GUVs. Quando há microdomínios lipídicos heterogêneos na composição de GUVs compostas por DOPC:Colesterol:Esfingomielina (8:1:1) e DOPC:Colesterol:Esfingomielina:Gangliosídeo (7:1:1:1) (razão molar), a inserção da TNAP provocou uma maior segregação lateral de fase evidenciada por imagens com fluorescência. A presença da TNAP e AnxA5 em DPPC:DPPS 10%-proteolipossomos proporcionou mudanças significativas nas propriedades mecânicas visco-elásticas dos proteolipossomos detectadas por imagens de Microscopia de Força Atômica. Assim, no presente trabalho foi possível obter uma inédita metodologia para a formação de proteolipossomos contendo TNAP e AnxA5 concomitantemente, os quais apresentaram uma reconstituição funcional das proteínas, apresentando capacidade de captar Ca2+ para dentro das vesículas e habilidade de hidrolisar fosfosubstratos em sua superfície. / Bone biomineralization is a multifactorial and complex process, being a challenge for the science the understanding of their regulatory mechanisms. This process is mediated by the release of matrix vesicles (MVs), structures which arise by budding from osteoblast and chondroblast surface and are secreted in the specific site where biomineralization begins. MVs have the ability of accumulating high concentrations of Ca2+ and Pi ions, providing an adequate microenvironment for the initial formation and propagation of hydroxyapatite crystals. Two protein families present in MVs merit special attention: Annexins and Phosphatases. The annexins were the most abundant proteins detected in MVs and are responsible for the Ca2+-channels formation (especially AnxA5). Tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) exhibits phosphomonohydrolytic activity, producing Pi mainly from PPi and ATP. Such proteins regulate the formation of calcium phosphate crystals, acting directly in the bone mineralization process. The goal of this project was to produce and characterize proteoliposomes with different lipid compositions of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and dipalmitoylphosphatidylserine (DPPS) harboring TNAP and AnxA5, keeping the functions of both proteins after their incorporation into the mimetic systems. AnxA5 was able to incorporate into DPPC-proteoliposomes (11.64 µg/mL), but the presence of DPPS increased significantly the AnxA5 incorporation (25.79 µg/mL) into DPPC:DPPS 10%-proteoliposomes. The presence of both proteins into DPPC and DPPC:DPPS 5, 10 and 15% (molar ratios) proteoliposomes was confirmed by SDS-PAGE and Immunoblotting analysis. Better yield of TNAP and AnxA5 incorporation was observed when both proteins were reconstituted simultaneously. DPPC-proteoliposomes and DPPC:DPPS 10%-proteoliposomes (molar ratio) incorporated about 75% of AnxA5 and 25% of TNAP (protein concentration). DPPS presence did not affect significantly the yield of incorporation of both proteins. The kinetic parameters for the hydrolysis of different physiological substrates (ATP, ADP and PPi) by TNAP were determined in the presence and absence of AnxA5, at physiological pH, for the different systems. The best catalytic efficiencies were achieved with proteoliposomes containing DPPS 10% (molar ratio) (kcat/K0.5= 183.02; 776.06 and 657.08 M-1.s-1 for ATP, ADP and PPi, respectively), condition that also favored PPi hydrolysis by TNAP when compared to ATP and ADP hydrolysis. Studies by Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed that the increasing DPPS concentrations in the DPPC-liposomes resulted in a progressive broadening of the phase transition peaks and decreased t1/2 and H values. The pre-transition was detected only in concentrations up to DPPS 15% in DPPC. Phase lateral segregation can be observed for DPPS 20% and above, suggesting the formation of DPPS-rich microdomains. The interaction of AnxA5 with DPPC and DPPC:DPPS 10%-liposomes resulted in a decrease of H values (from 8.73 to 5.68 and from 8.43 to 5.37 Kcal.mol-1, respectively). When TNAP was present in the proteoliposomes, this effect was even greater. AnxA5 incorporated into DPPC and DPPC:DPPS 10%-proteoliposomes (molar ratio) was able to mediate 45Ca2+-influx (~ 800 nmol Ca2+) into the vesicles at physiological Ca2+-concentrations (~ 2 mM), and this process was not affected by the presence of TNAP in the systems. However, AnxA5 affected significantly the hydrolysis of substrates by TNAP. Studies with Giant Unilamellar Vesicles (GUVs) also confirmed the functional reconstitution of AnxA5 in dioleoylphosphocholine (DOPC) and DOPC:DPPS 10% (molar ratio) vesicles. The main effect caused by AnxA5 in the GUVs morphology was the formation of pores in the vesicles membrane. In this case, DPPS presence did not affect the AnxA5 incorporation. The presence of TNAP in GUVs caused a several fluctuation, indicating that the vesicles acquired an excess of area and undergoes sequential budding transitions. It is suggested that the presence of DPPS makes the TNAP insertion into the GUVs membrane difficult. With the presence of heterogeneous lipid microdomains in GUVs composed of DOPC, Cholesterol (Chol), Sphingomyelin (SM) and Ganglioside (GM1) in the proportions DOPC:Chol:SM 8:1:1 and DOPC:Chol:SM:GM1 7:1:1:1 (molar ratios), the TNAP insertion caused a greater phase lateral segregation, evidenced by fluorescence analysis. Atomic Force Microscopy (AFM) analysis indicated that the presence of both proteins into DPPC:DPPS 10%-proteoliposomes (molar ratio) caused significant changes in the visco-elastic mechanical properties of the vesicles. In conclusion, the present work describes the synthesis of proteoliposomes harboring TNAP and AnxA5 concomitantly, with the functional reconstitution of both proteins, with the ability to transport Ca2+ into the vesicles and hydrolyze phosphosubstrates on their surface.

Neste trabalho foram produzidos eletrocatalisadores Pd/C, Au/C, PdAu/C, PdAuPt/C, PdAuBi/C e PdAuIr/C a partir do método de redução por borohidreto para oxidação eletroquímica de metanol, etanol e etilenoglicol. No método de redução por borohidreto, adiciona-se de uma só vez uma solução alcalina contendo borohidreto de sódio a uma mistura contendo água/2-propanol, precursores metálicos e o suporte de carbono Vulcan XC72. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica. A oxidação eletroquímica do metanol, etanol e etilenoglicol foi estudada por cronoamperometria utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. O estudo do mecanismo de oxidação eletroquímica do etanol foi estudado por meio da técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) in situ. Os melhores eletrocatalisadores foram testados em células alcalinas unitárias alimentadas diretamente por metanol, etanol e etilenoglicol. Estudos preliminares mostraram que a composição atômica adequada para preparar catalisadores ternários é igual a 50:45:05. De acordo com os experimentos eletroquímicos em meio básico, o eletrocatalisador PdAuPt/C (50:45:05) apresentou a maior atividade para oxidação eletroquímica de metanol, enquanto que, nas mesmas condições, o PdAuIr/C foi mais ativo para oxidação do etanol e o PdAuBi/C mais ativo para a oxidação do etilenoglicol. Estes resultados indicam que a adição de ouro na composição dos eletrocatalisadores contribui para uma maior atividade catalítica dos mesmos. Os resultados de FTIR mostraram que o mecanismo da oxidação do etanol se processa de modo indireto, ou seja, a ligação CC não é rompida, formando acetato. / In this study Pd/C, Au/C, PdAu/C, PdAuPt/C, PdAuBi/C and PdAuIr/C electrocatalysts were prepared by the sodium borohydride reduction method for the electrochemical oxidation of methanol, ethanol and ethylene glycol. This methodology consists in mix an alkaline solution of sodium borohydride to a mixture containing water/isopropyl alcohol, metallic precursors and the Vulcan XC 72 carbon support. The electrocatalysts were characterized by energy dispersive X-ray (EDX), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and cyclic voltammetry. The electrochemical oxidation of the alcohols was studied by chronoamperometry using a thin porous coating technique. The mechanism of ethanol electro-oxidation was studied by Fourier Transformed Infrared (FTIR) in situ. The most effective electrocatalysts were tested in alkaline single cells directly fed with methanol, ethanol or etylene glycol. Preliminary studies showed that the most suitable atomic composition for preparing the ternary catalysts is 50:45:05. Electrochemical data in alkaline medium show that the electrocatalyst PdAuPt/C (50:45:05) showed the better activity for methanol electrooxidation, while PdAuIr/C was the most active for ethanol oxidation and PdAuBi/C (50:45:05) was the most effective for ethylene glycol oxidation in alkaline medium. These results show that the addition of gold in the composition of electrocatalysts increases their catalytic activities. The spectroelectrochemical FTIR in situ data permitted to conclude that C-C bond is not broken and the acetate is formed.

Interfases Cu/NaOH e Pt/NaOH foram estudadas a 25 oC, a várias concentrações de NaOH, 1,0 x10-3 mol.L-1 a 5,0 mol.L-1, empregando técnicas eletroquímicas e não eletroquímicas na ausência e presença do íon acrilato. Os estudos tiveram como objetivo obter informações sobre a dupla camada elétrica (DCE) e sobre a reação H2O/H2 empregando cobre como substrato, para um melhor entendimento da eletrodeposição do gálio. Os estudos foram precedidos de ensaios tecnológicos em que as condições experimentais e a natureza dos sistemas a serem estudados foram estabelecidas. Estudos por voltametria cíclica provaram que em NaOH 5,0 mol.L-1 os processos de oxidação e redução do cobre são qualitativamente semelhantes aos observados em NaOH 0,1 mol.L-1, mas a velocidade destes processos se torna uma ordem de grandeza maior em NaOH 5,0 mol.L-1. Ensaios por voltametria linear indicaram que a redução dos óxidos na superfície e a menor pureza do cobre (99,99% comparado a 99,999 %) elevam a velocidade da reação H2O/H2. Estudos cronoamperométricos mostraram a viabilidade do emprego desta técnica nos estudos da DCE da interfase Cu/NaOH 5,0 mol.L-1 na região de potencial em que os processos faradaicos são da ordem de 20 microA.cm-2 em condições estacionárias. As interfases Cu/NaOH foram comparadas com as interfases Pt/NaOH e os resultados obtidos por cronoamperometria, para platina, foram comparados com os observados por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). O valor de -158 mV/(Hg/HgO) para o potencial de carga zero, determinado por EIE é comparável ao obtido por cronoamperometria (-125 mV/ Hg/HgO), mantidos constantes os tratamentos superficiais do eletrodo e a pureza das soluções. A aplicação do modelo de Gouy Chapman para a solução diluída (10-3 mol.L-1), no potencial de carga zero, permitiu avaliar, conhecida a capacitância da DCE, os valores de capacitância. C1, no plano interno de Helmholtz. A partir de C1 foi possível calcular a constante dielétrica, , nesta região, encontrando-se por EIE o valor = 13,1. A aplicação do modelo de Helmholtz às soluções de NaOH 5,0 mol.L-1 permitiu determinar por cronoamperometria, a constante dielétrica na interfase, tanto para Cu/NaOH 5,0 mol.L-1 (igual a 44), quanto para Pt/NaOH 5,0 mol.L-1(igual a 25). O emprego da microbalança de cristal de quartzo permitiu verificar a adsorção do íon acrilato desde o potencial de circuito aberto. O ion acrilato inibe todos os processos que ocorrem sobre platina (entre 0,4 V/(Hg/HgO) e -1,0 V(Hg/HgO)) e sobre cobre (entre -0,8 V(Hg/HgO) e -1,6 V(Hg/HgO)). Estudos potenciostáticos sob condições estacionárias mostraram que o acrilato inibe a deposição do gálio sobre cobre em meio de NaOH 5,0 mol.L-1, o que foi verificado por técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios-X (EDS). Os resultados evidenciaram que o cuidado no emprego do acrilato no processamento da alumina deve ser levado em conta, quando se deseja obter gálio metálico como subproduto. / Cu/NaOH and Pt/NaOH interphases have been studied at 25oC, in a concentration range of 1.0 x 10-3 mol.L-1 to 5.0 mol.L-1, using electrochemical and non-electrochemical techniques in the absence and in the presence of acrylate ions. The main goal of this study was to obtain information about the electrical double layer (EDL) and about the reaction H2O/H2 using copper as substract, in order to have a better understanding of gallium electrodeposition. The experimental conditions and the nature of the systems have been defined by technological researches performed previously to these experiments. Cyclic voltammetric studies have proved that both oxidation and reduction processes of copper in NaOH 5.0 mol.L-1 are qualitatively similar to those observed in 0.1 mol.L-1 but the reaction rate is one order of magnitude higher than in 0.1. mol.L-1. Linear voltammetric experiments have pointed out that the reaction rate of H2O/H2 is increased with the decrease in copper purity (99,99% compared to 99,999%) and with the reduction of the oxides on the surface. Chronoamperometric studies have shown its viability on the study of EDL corresponding to Cu/NaOH interphase on the potential region where the faradaic processes are of the order of magnitude of 20 microA.cm-2 under stationary conditions. Cu/NaOH interphases have been compared to Pt/NaOH interphases and the chronoamperometric results obtained for platinum have been compared to those observed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The value of -158 mV/(Hg/HgO) for the zero charge potential calculated by EIS is comparable to the one obtained by chronoamperometry (-125 mV/Hg/HgO) maintaining constants both the electrode surface treatment and the purity of the solutions. The application of the Gouy Chapman model for the more dilute solution (10-3 mol.L-1) at zero charge potential (knowing the EDL capacitance), allowed to evaluate the capacitance values of the Helmholtz internal plane C1. Knowing C1, it was possible to calculate the dielectric constant ( ) in this region by EIS ( = 13.1). The application of the Helmholtz model to NaOH 5.0 mol.L-1 solutions allowed to calculate the dielectric constant on the interphase by chronoamperometry for both Cu/NaOH 5.0 mol.L-1 ( = 44) and Pt/NaOH 5.0 mol.L-1 ( = 25) interphases. The use of electrochemical quartz crystal microbalance permitted to verify the adsorption of acrylate ion from the open circuit potential. Acrylate ion inhibits all the processes that occur over both platinum (from 0.4 V/Hg/HgO to -1.0 V/Hg/HgO) and copper (from -0.8 V/Hg/HgO to -1.6 V/Hg/HgO). Potentiostatic studies over stationary conditions have shown that acrylate ion inhibits the gallium deposition on copper in 5.0 mol.L-1 medium, which is in agreement with what is observed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS). The results point out that care must be taken when using acrylate on alumina processing if gallium metallic is intended as subproduct.

A reação de redução de oxigênio (RRO) foi estudada em eletrodos lisos de platina e prata recobertos com filmes de quitosana e em eletrodos porosos de Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C na ausência e na presença de filmes à base de quitosana, em eletrólito alcalino. Nestes estudos foram empregadas curvas de polarização em estado estacionário, obtidas em eletrodos de disco rotatório (EDR) e em células a combustível alcalina (CCA) unitárias, através das quais foram construídos os correspondentes diagramas de curvas de Tafel e os gráficos de Levich. Os estudos realizados em EDRs permitiram estabelecer-se uma boa compreensão da atividade catalítica e dos mecanismos envolvidos na RRO. Foi observada uma diminuição da atividade eletrocatalítica dos eletrodos metálicos (Pt e Ag lisos e porosos) quando na presença dos filmes de quitosana, havendo também uma mudança no mecanismo da reação. Assim, nos experimentos de EDR verificou-se que em altas densidades de corrente a etapa determinante da velocidade é a adsorção do oxigênio, em contraste com os eletrodos sem o filme para os quais a etapa determinante é a difusão do oxigênio. Nestes casos não foi possível calcular o número de elétr. Já, nos casos dos eletrodos de MnyOx/C e TiO2/C não foi observada nenhuma diminuição significativa na atividade eletrocatalítica destes materiais na presença dos filmes de quitosana, assim como no mecanismo da reação na presença dos filmes (inclusive no número de elétrons envolvidos na reação), apesar de se notar um pequeno aumento nos valores dos coeficientes de Tafel. Foram também realizados testes de alguns dos materiais como cátodos em células a combustível alcalinas unitárias alimentadas com hidrogênio/oxigênio, tendo sido verificado que o desempenho é promissor, apesar de ser inferior ao de células com eletrólito de membrana ácidas. / The oxygen reduction reaction was studied on smooth platinum and silver electrodes recovered with chitosan films and on Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C porous electrodes in the presence or absence of chitosan-based films in alkaline electrolyte. These studies were carried out using steady state polarization measurement, obtained in a rotating disc electrode (RDE) and in alkaline fuel cells (AFC) (single cell), from which the corresponding Tafel curves and Levich plots were built. The studies carried out using the RDE had allowed establishing a good understanding of the catalytic activity and of the involved RRO mechanisms. A reduction in the electrocatalytic activity of the metallic electrodes and a change in the reaction mechanism (Pt and Ag smooth and porous) were caused by the presence of the chitosan films Thus, the RDE experiments showed that at high current densities the rate determining step of the ORR is the oxygen adsorption, in contrast to the electrodes without the film for which the rate determining step is the oxygen diffusion. In these cases it was not possible to calculate the number of electrons involved in the reaction. In the cases of the MnyOx/C and TiO2/C electrodes no significant change in the electrocatalytic activity, as well as in the reaction mechanism were caused due to the presence of the films (also in the number of electrons involved in the reaction), although a small increase in the Tafel coefficient values was noted. Also, tests of some of the materials as cathodes in AFC single cells with hydrogen/oxygen were carried out. These results showed that the performance is promising, although inferior to those of acid membrane electrolyte fuel cells.

Os nefelina sienitos miasquíticos a intermediários do Maciço Alcalino Poços de Caldas (MAPC), em especial o tipo da Pedreira, possuem enclaves microgranulares félsicos e máficoultramáficos intrigantes. O nefelina sienito da Pedreira (NeS) pode ser divido em duas fácies texturais: uma de granulação média-grossa a grossa (NeS-g), outra de granulação média-fina a fina (NeS-f). O NeSg possui, mais comumente, enclaves microgranulares félsicos (EMF), de composição fonolítica. Estes enclaves podem envolver enclaves menores, máfico-ultramáficos, gerando enclaves duplos. O NeSf apresenta mais tipicamente enclaves microgranulares máfico-ultramáficos (EMM), ora com feições de rompimento em estado plástico, ora com bordas angulosas e lineares. Diques de composição fonolítica cortam o NeS-g. As rochas estudadas neste trabalho são constituídas por nefelina, feldspato alcalino e clinopiroxênio. Como fase acessória, têm-se titanita, magnetita e biotita-flogopita. Apatita ocorre também como mineral acessório, com exceção para o NeS-g. No NeS-g, no NeS-f e nos EMF, o clinopiroxênio possui duas fases texturais: uma prismática, verde (egirina-augita) que também pode ter núcleo róseo/incolor (diopsídio, mais comum no NeS-f e no EMF); outra fibrosa, também verde, porém fortemente pleocroica (egirina). Os EMM são constituídos essencialmente por diopsídio, com M(médio)~80. Quando porfirítico, o enclave possui macrocristais de diopsídio róseo/incolor (#mg~0,9) imersos numa matriz de diopsídio verde (#mg~0,8), ambos prismáticos. Magnetita dos NeS possui pouca variação, com teores baixos de Ti, diferente da magnetita dos enclaves. A assinatura química da nefelina dos EMM é equivalente à do NeS-f, com mais Fe3+ e menos K em relação ao NeS-g. Feldspato alcalino tende a ser mais potássico nos EMF e apresenta maior variação composicional nos EMM (Ab10-33Or72-80). Biotita está presente somente nos EMF e flogopita somente nos EMM. O padrão de elementos terras raras (ETR) do clinopiroxênio róseo/incolor do NeS-f é semelhante ao do EMM. Egirina-augita e egirina possuem enriquecimento em ETR pesados. Os enclaves máfico-ultramáficos são ultrabásicos, classificados como tefritos/basanitos (Le Bas et al., 1986) ou nefelinitos/ankaratritos (De La Roche et al., 1980), enquanto as rochas félsicas são intermediárias, correspondentes a fonolitos ou nefelina sienitos, dependendo da granulometria. Os diques e o NeS-f são peralcalinos, enquanto o EMF, o NeS-g e os EMM são peralcalinos/metaluminosos. As rochas ultramáficas/ultrabásicas, aflorantes na porção noroeste do Maciço Alcalino Poços de Caldas (Ulbrich et al., 2002), possuem padrões de ETR que indicam que estas rochas podem estar geneticamente ligadas aos enclaves máfico-ultramáficos. De uma forma geral, as características estruturais, texturais e químicas das rochas estudadas corroboram com a hipótese de coexistência de pelo menos dois magmas distintos: um félsico sienítico insaturado outro ultramáfico/ultrabásico, que teriam interagido e formado os os EMM e o NeSf, principalmente. Enquanto num estágio posterior de cristalização do magma, porém ainda em estado plástico, o dique teria se colocado, com parcial absorção da rocha pelos nefelina sienitos, formando os EMF. / The miaskitic to intermediate nepheline syenites of Poços de Caldas Alkaline Massif, especially the Pedreira type, have intriguing felsic and mafic-ultramafic microgranular enclaves. The Pedreiras nepheline syenite type (NeS) can be divided into two textural facies: one that is medium-coarse to coarse grained (NeS-c) and the other that varies between medium-fine to fine grained (NeS-f). It is common among the NeS-c microgranular felsic enclaves (MFE) with phonolitic composition. These enclaves may develop smaller ones maficultramafic, generating double enclaves. The NeS-f usually presents mafic-ultramafic enclaves (MME), sometimes showing disrupted features in plastic stage and sometimes angular and linear edges. Phonolitic dykes cut the NeS-c. The rocks studied in this work are formed by nepheline, alkali-feldspar and clinopyroxene. The accessory phase is characterized by titanite, magnetite and biotite-phlogopite. In exception to the NeS-c, apatite also occurs as an accessory mineral. In the NeS-c, NeS-f and MFE, the clinopyroxene presents two textural phases: a green prismatic one (aegirine-augite), which also may have a pinkish/colourless core (diopsyde, which is common in the NeS-f and MFE); the other one is fibrous, also green, however with strongly pleocroism (aegirine). Essencially, the MME are formed by diopsyde, with M(medium)~80. When porphyritic, the enclave has macrocrystals of pinkish/colourless diopsyde (with mg#~0,9) in a green diopsyde (mg#~0,8) matrix, both prismatic. In the NeS, the magnetite varies little: with low levels of Ti, differently from the enclaves magnetite. The chemical signature of the nepheline in the MME equals to the one present in the NeS-f and has more Fe3+ and less K when compared to the NeS-c. The alkaline feldspar in the MFE has more potassium in its structure and presents a higher compositional variation in the MME (Ab10-33Or72-80). It is also noticeable that biotite is a component only to the MFE, while the phlogopite occurs in the MME. The rare earth elements (REE) pattern in the pinkish/colourless clinopyroxene of the NeS-f is similar to the MME. Both aegirine-augite and aegirine present an enrichment regarding the heavy REE. The MME are ultrabasic, classified as tephrite/basanite (Le Bas et al., 1986) or nephelinite/ankaratrites (De La Roche et al., 1980), while the felsic rocks are intermediate, corresponding to phonolite and nepheline syenite, depending on the grain size. The dykes and the NeS-f are peralkaline, while the MFE, NeS-c and the MME are peralkaline/metaluminous. The ultrabasic/ultrapotassic rocks, outcropping in the northwestern portion of the PCAM (Ulbrich et al., 2002), have REE patterns wich indicate that these rocks may be genetically related to mafic-ultramafic enclaves. Generally, the structural, textural and chemical signatures of the rocks studied in this work confirm the hypothesis of the coexistence of at least two different magmas: a syenitic undersaturated felsic one and a ultramafic/ultrabasic one, and their interaction resulted in the MME and, above all, the NeS-f. While in a late stage of magma cristalization, but still in the plastic state, the dike would be placed, with partial absorption of the rock by the nepheline syenite, resulting in the EMF.

Background: Diabetic nephropathy (DN) is defined as a rise in urinary albumin excretion rate, often associated with an increase in blood pressure. It is the leading cause of end-stage renal disease and carries an increased risk for cardiovascular mortality. Microalbuminuria is the first sign of diabetic renal impairment or incipient nephropathy and is generally considered the best noninvasive predictor for the development of DN. Urinary markers of tubular damage are mainly composed of enzymes or plasma proteins of low molecular weight that are normally freely filtered by the glomerulus, and these biomarkers can be useful for diagnosis of DN. Thus, the aim of this study was to test the diagnostic accuracy of the urinary excretion of gama-glutamyltransferase (GGT) and alkaline phosphatase (ALP) for diagnosis of diabetic nephropathy (DN). Methods: Fasting glucose, fructosamine, serum creatinine, glomerular filtration rate (GFR), serum uric acid, serum albumin, and urinary albumin, creatinine, GGT and ALP were assessed in 74 type 2 diabetic patients without nephropathy and 38 type 2 diabetic patients with nephropathy. Results: Urinary GGT and ALP were threefold higher in type 2 diabetic patients with nephropathy. Significant correlations were observed between urinary albumin and GGT (r=0.439, P<0.001) and urinary albumin and ALP (r=0.305, P<0.01). Areas under the curve for GGT and ALP were 0.7696 (P<0.001) and 0.7233 (P<0.001), respectively. At a cut-off value of 72 U/g creatinine, GGT demonstrated a sensitivity of 96.0% and a specificity of 52.6%. At a cut-off value of 20 U/g creatinine, ALP demonstrated a sensitivity and specificity of 83.8% and 36.8%, respectively. Conclusions: Urinary GGT and ALP have potential value in the diagnosis of nephropathy in type 2 diabetic patients, but GGT has a slightly higher ability to discriminate nephropathy than ALP. / Introdução: A nefropatia diabética (ND) é definida como um aumento na taxa de excreção urinária de albumina, sendo esta frequentemente associada ao aumento da pressão sanguínea. A ND é a principal causa de doença renal em estágio final, estando também associada ao aumento do risco de mortalidade cardiovascular. A microalbuminúria é o primeiro sinal de dano renal ou nefropatia incipiente, sendo geralmente considerado o melhor preditor não-invasivo para o desenvolvimento de ND. Os marcadores urinários de dano tubular são principalmente compostos por enzimas ou proteínas plasmáticas de baixo peso molecular que são normalmente filtradas pelo glomérulo, sendo que estes biomarcadores podem ser úteis para o diagnóstico da ND. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar as características diagnósticas dos níveis urinários de gama-glutamiltransferase (GGT) e fosfatase alcalina (FAL) para o diagnóstico da ND. Métodos: Glicemia de jejum, frutosamina, creatinina sérica, taxa de filtração glomerular (TFG), ácido úrico, albumina, além dos níveis urinários de albumina, GGT e FAL foram mensurados em 74 pacientes diabéticos tipo 2 sem nefropatia e 38 pacientes diabéticos tipo 2 com nefropatia. Resultados: As enzimas GGT e FAL, mensuradas em amostras de urina, foram três vezes mais elevadas nos pacientes diabéticos tipo 2 com nefropatia. Foram observadas correlações significativas entre a albumina urinária e GGT (r=0,439, P<0,001) e albumina urinária e FAL (r=0,305, P<0,01). As áreas sob a curva para GGT e FAL foram 0,7696 (P<0,001) e 0,7233 (P<0,001), respectivamente. Ao considerar o ponto de corte de 72 U/g de creatinina, a GGT demonstrou uma sensibilidade de 96,0% e especificidade de 52,6%. Considerando o ponto de corte de 20 U/g de creatinina, a FAL demonstrou uma sensibilidade e especificidade de 83,8% e 36,8%, respectivamente. Conclusões: As enzimas GGT e FAL mensuradas em amostras de urina apresentaram potencial valor para o diagnóstico de nefropatia em pacientes com diabetes tipo 2, mas a GGT apresentou uma habilidade discretamente superior à FAL nesta diferenciação.

This diploma thesis deals with evaluation of the conditions for laboratory testing of composite profiles with fiber-reinforced polymer (FRP). Theoretical part describes the main material properties of FRP profiles and method of manufacturing by pultrusion. Experimental part evaluates imposition of the test samples in alkaline environment and their subsequent changes in physical properties. Next part contains evaluation of cuts FRP profiles by electron microscopy in combination with element analysis. The outcome of this work is the method of evaluation of accelerated durability FRP profiles.

Les complexes organométalliques de métaux alcalino-terreux lourds (Ca, Sr, Ba), ont émergé ces deux dernières décennies en tant que précatalyseurs efficaces, biocompatibles et disponibles à bas coûts pour des réactions d'hydroélémention d'oléfine ou de polymérisation de cycloesters. Cette thèse décrit la synthèse de complexes de métaux du groupe 2 (Ca, Sr, Ba) et leur utilisation en catalyse de couplage déshydrogénant N-H/H-Si. Le précatalyseur Ba[CH(SiMe3)2]2(THF)3 s'est montré le plus efficace pour le couplage d'amines avec des hydrosilanes, présentant une activité catalytique parmi les plus élevées à ce jour (TOF jusqu' 3600 h-1 ; TON jusqu'à 396). La combinaison de résultats théoriques (calculs DFT en collaboration avec le Dr. Sven Tobisch) et expérimentaux ont permis de comprendre les mécanismes opératoires de ces réactions. Le développement de procédés de synthèse pour la production d'oligo- ou polysilazanes a été mené par l'intermédiaire de ces couplages déshydrogénants. Des structures macromoléculaires linéaires ou cycliques de type polycarbosilazane, présentant de nombreuses applications en chimie des matériaux, ont notamment été synthétisées par polycondensation catalysée par Ba[CH(SiMe3)2]2(THF)3. Dans un dernier temps, la synthèse de complexes innovants de métaux des groupes 12 (Zn, Cd, Hg) et 14 (Pb) a été effectuée en collaboration avec l'équipe du Pr. Silvestru de l'université de Babeş-Bolyai (Cluj-Napoca, Roumanie). / In the past two decades, heavier alkaline-earth (Ca, Sr, Ba) complexes have emerged as highly efficient and biocompatible precatalyst for hydroelementation or polymerisation reactions. This PhD thesis describes the synthesis and characterisation of heavier alkaline-earth complexes and their applications as precatalyst for cross-dehydrocoupling of hydrosilanes and amines. The homoleptic precatalyst Ba[CH(SiMe₃)₂]₂(THF)3 displayed high catalytic activity (TOF up to 3600 h⁻¹ ; TON up to 396), with excellent chemoselectivity in reaction of (di)amines with (di)hydrosilanes. Combination of experimental and DFT investigations (collaboration with Dr. Sven Tobisch) revealed the reactions proceed by nucleophilic attack of a metal amide at the incoming silane and subsequent turnover-limiting hydrogen transfer to the metal center. Development of synthesis of oligo- and polysilazanes was performed using our best barium precatalysts. Cyclic or linear polycarbosilazanes (Mw up to 10 000 g.mol⁻¹) were also produced by fast and controlled barium-catalyzed N-H/H-Si polycondensation. In a collaboration with Prof. Silvestru from Babeş-Bolyai University (Cluj-Napoca, Roumanie), synthesis of interesting zinc, cadmium, mercury and lead complexes were achieved in complement of this work.

Small molecule hydrogen bond donors have emerged as versatile catalysts in asymmetric synthesis. Within this class, chiral BINOL phosphoric acid is regarded as one of the pioneer catalysts used in several asymmetric transformations. The ability of the catalyst to activate the substrates could be controlled in two different ways. (1) Dual activation/bifunctional activation of substrate by hydrogen bond interactions or ion pairing with phosphoric acid or (2) By forming chiral BINOL phosphate metal complex that could significantly alter the interactions in chiral space. In particular, chiral alkaline earth metal phosphate complexes have unique advantages as catalysts owing to the ubiquitous availability of alkaline earth metals, strong Brønsted basicity of their counterions, mild but significant Lewis acidity of the metal and their ability to coordinate at multiple reactive sites due to large ionic radius. Chapter 1 summarizes the recent development of alkaline earth metal complexes in asymmetric catalysis. My thesis dissertation is focused on the application of chiral alkaline earth metal phosphate complexes in novel asymmetric reactions. In Chapter 2, we disclosed an efficient asymmetric one-pot synthesis of chiral 1,3-oxazolidines and chiral 1,3-oxazinanes. Chiral oxazolidines and oxazinanes are widely used as auxiliaries in asymmetric transition metal catalysis and also key structural motifs in natural products with biological activities. We developed a new synthetic method for chiral 1,3-oxazolidines which follows the enantioselective addition of alcohols to imines catalyzed by chiral 3,3’-(triisopropylphenyl)-derived BINOL magnesium phosphate to form hemiaminal intermediate, which then undergoes mild base mediated intramolecular nucleophilic substitution to afford highly enantioselective 1,3-oxazolidines and 1,3-oxazinanes in good yields. In Chapter 3, we developed the first catalytic enantioselective desymmetrization process for the synthesis of novel axially chiral cyclohexylidene oxime ethers. Even though these molecules were found to be optically active in 1910, methods to synthesize these molecules are scarce. We have developed an efficient desymmetrization process of 4-phenyl cyclohexanones with phenoxyamines catalyzed by chiral BINOL strontium phosphate complex to afford highly enantioselective products. We then extended this methodology to the dynamic kinetic resolution of 2-substituted cyclohexanones to form chiral 2-substituted cyclohexyl oximes in good enantioselectivities, as demonstrated in Chapter 4. We further demonstrated the utility of these compounds by converting them to chiral 2-aryl cyclohexylamines which are important synthetic intermediates.