Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / Las isoflavonas son compuestos polifenólicos de conocida actividad estrogénica y alta eficiencia antioxidante, que se encuentran distribuidos en el poroto de soya, el trébol rojo y en una amplia variedad de vegetales. Los principales problemas para su aplicación farmacéutica y su estudio son su escasa solubilidad en agua y sus problemas de estabilidad. Una estrategia propuesta para proteger a compuestos inestables de la fotodegradación y también para mejorar su solubilidad en formulaciones farmacéuticas, es su inclusión en vehículos como ciclodextrinas, nanopartículas y sistemas lipídicos, entre otros. Los sistemas lipídicos formados por bicapas lipídicas (como por ejemplo: vesículas, liposomas y membranas de eritrocitos) han sido frecuentemente utilizados como modelos de estudio de interacción y transporte de fármacos en membranas. El uso de modelos tiene la ventaja de que no presentan la alta complejidad asociada a las membranas biológicas, son relativamente fáciles de preparar y constituyen un sistema bien definido y fácil de controlar. La existencia de regiones diferenciadas en la bicapa lipídica permite la interacción con un amplio tipo de substratos, existiendo una relación entre la naturaleza hidrofílica – lipofílica de la molécula y las diferentes zonas de la membrana. Así, las especies cargadas se enlazan electrostáticamente a la interfase, y los sustratos hidrofóbicos se ubican entre las cadenas hidrocarbonadas al interior de la bicapa. En este trabajo se determinó la hidrofobicidad de isoflavonas a través de la medida experimental del reparto y la distribución de estos compuestos en medio homogéneo y en sistemas microorganizados (vesículas) estableciendo una relación entre la estructura química, el grado de ionización, la lipofilicidad y las características del medio de dispersión. Los compuestos utilizados en este estudio fueron las isoflavonas genisteína, daidzeína, genistina, daidzina, equol, biochanina A, el fitoestrógeno coumestrol y el flavonol morina. Para estos polifenoles se determinó el coeficiente de reparto en un sistema octanol/agua (logP) y el coeficiente de distribución a distintos pH (logD). A partir de estos resultados, se seleccionaron cuatro compuestos para los que se evaluó su incorporación y reparto en vesículas / Isoflavones are polyphenolic compounds with known estrogenic activity and antioxidant efficiency, which are distributed in soybean, red clover and a wide variety of vegetables. The main problems for its pharmaceutical application and its study are their low water solubility and stability problems. A proposed strategy to protect unstable compounds of the photodegradation and also to improve their solubility in pharmaceutical formulations, is their inclusion in vehicles as cyclodextrins, nanoparticles and lipid systems, among others. Lipid systems formed by lipid bilayers (for example: vesicles, liposomes and erythrocyte membranes) have been frequently used as models for study of drug interaction and transport in membranes. The use of models have the advantage that they do not have the high complexity associated to the biological membranes, are relatively easy to prepare and that they constitute an easy to control and well defined system. The existence of differentiated regions in the lipid bilayer allows the interaction with a wide type of substrates, existing a relation between the hydrophilic-lipophilic nature of the molecule and the different zones in the membrane. Thus, the charged species are electrostatically linked to the interface, and the hydrophobic substrates are located between the hydrocarbonated chains inside the bilayer. In this work the hydrophobicity of isoflavones was determined through the experimental measure of the partition and the distribution of this compounds in homogeneous media and in micro-organized systems (vesicles) establishing a relation between the chemical structure, the ionization, the lipophilicity and the characteristics of the dispersion medium The compounds used in this study were the isoflavones genistein, daidzein, genistin, daidzin, equol, biochanin A, the phytoestrogen coumestrol and the flavonol morin. For this polyphenols the partition coefficient in a water/octanol system (logP) and the distribution coefficient at different pH (logD) was determined. From this results, four compounds were chosen in order to evaluate their incorporation and partition in vesicles

Orientador: Paulo Henrique dos Santos / Resumo: Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da aplicação de ácido fluorídrico com diferentes tempos e concentrações na superfície de materiais restauradores indiretos obtidos a partir de blocos utilizados na tecnologia CAD-CAM. Materiais e Métodos: Amostras dos materiais restauradores indiretos medindo 4x4x0,8mm foram obtidos a partir de blocos CAD para cada material estudado: resina nanocerâmica Lava Ultimate (3M Espe), monossilicato de lítio reforçado por zircônia Celtra Duo (Dentsply) e cerâmica híbrida Vita Enamic (Vita). Os materiais foram submetidos à aplicação de ácido fluorídrico com concentração de 5% ou 10%, sendo o mesmo aplicado pelos tempos de 20, 40, 60 ou 90 segundos. Um grupo controle para cada material foi avaliado, sem nenhum tratamento de superfície, contabilizando nove grupos de cada material (n=10). As amostras foram avaliadas em relação à rugosidade de superfície (Ra e Rz), avaliadas em microscopia óptica confocal; ângulo de contato (θ), energia de superfície (s) e energia livre total de interação (∆G) avaliados em goniômetro, e resistência de união ao cimento resinoso avaliada através do teste de microcisalhamento. Imagens das amostras foram obtidas em microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica confocal e microscopia de força atômica. Os dados de rugosidade de superfície, ângulo de contato, energia de superfície, energia livre total de interação e resistência de união foram submetidos à ANOVA dois fatores e teste de Tukey (p<... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Purpose: The aim of this study was to evaluate the effect of different times and concentration of hydrofluoric acid etching on the surface of indirect restorative materials obtained from blocks used in CAD-CAM technology. Methods and Materials: Samples of indirect restorative materials measuring 4x4x0.8mm were obtained for each restorative material studied: Lava Ultimate nanoceramic resin (3M Espe), Celtra Duo zirconia-reinforced lithium silicate ceramic (Dentsply) and Vita Enamic polymer-infiltrated ceramic-network material (Vita). The materials were submitted to etching with 5% or 10% hydrofluoric acid for 20, 40, 60 or 90 seconds. A control group for each material was evaluated without any surface treatment, totaling nine experimental groups for each material (n = 10). The samples were evaluated in relation to surface roughness (Ra and Rz), evaluated by confocal optical microscopy; contact angle (θ), surface energy (s) and total free interaction energy (∆G) evaluated by goniometer; and microshear bond strength to resin cement. Sample images were obtained by scanning electron microscopy (SEM), confocal optical microscopy and atomic force microscopy. Data of surface roughness, contact angle, surface energy, total free interaction energy and bond strength were submitted to two-way ANOVA and Tukey test (p<0.05). Results: The results showed that, in general, the Celtra Duo zirconia-reinforced lithium silicate ceramic showed better results when subjected to etching with 10% hyd... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-02-26T13:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 francisco_junior_ioc_mest_2007.pdf: 5291215 bytes, checksum: 88ec236330fd3ac74ad110315d9ceb1b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2016-01-13 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A capacidade do Trypanosoma cruzi de reconhecer moléculas na superfície de células fagociticas e não-fagociticas profissionais é essencial para sua sobrevivência no hospedeiro vertebrado. O papel de proteoglicanos sulfatados no processo de reconhecimento celular tem sido relatado em muitos patógenos humanos, incluindo o T. cruzi. Dados do nosso grupo demonstraram a participação de proteoglicanos de heparam sulfato (PGHS) de cardiomiócitos na invasão por formas tripomastigotas. Entretanto, a estrutura da molécula de PGHS envolvida na interação receptor-ligante e o papel de outros glicosaminoglicanos (GAGs) sulfatados no processo de invasão ainda não foram elucidados. Para avaliar a participação dos GAGs na invasão do T. cruzi, tripomastigotas, clone Dm28c, foram pré-tratados com 20µg/ml de heparina, queratam sulfato (KS) ou três fragmentos distintos de heparam sulfato (HS), os quais foram obtidos por tratamento enzimático (heparitinase I e II) e ácido nitroso. Nos ensaios de competição, os parasitas controles ou pré-tratados com GAGs solúveis foram incubados por 2hs a 37°C com culturas de cardiomiócitos e o percentual de infecção foi determinado após coloração pelo Giemsa. Nossos resultados revelaram uma inibição significante no índice de infecção de 84,8% e 45% após tratamento dos parasitas com heparina e com o fragmento N-acetilado/N-sulfatado (NA/NS), respectivamente, sugerindo o importante papel do domínio ([IdoUA-GlcNAc]-[GlcUA-GlcNS]3-[GlcUA-GlcNAc]4[GlcNAc]), da cadeia de HS no reconhecimento T. cruzi-cardiomiócito. Em contraste, o tratamento dos parasitas com KS, fragmento N-acetilado ou N-sulfatado não apresentou efeito no processo de invasão. O papel da sulfatação no processo de reconhecimento e invasão foi avaliado pelo tratamento de culturas de cardiomiócitos por 16hs a 37°C com diferentes concentrações de clorato de sódio e posteriormente, infectados com tripomastigotas (2hs)... (...) O declínio da sulfatação resultou na redução (dose dependente) do índice de infecção, alcançando níveis de inibição de 26%, 48,5% e 73,6% após o tratamento de cardiomiócitos com 25 mM, 50 mM e 75 mM de clorato de sódio, respectivamente, sugerindo a participação da carga negativa como moduladora do reconhecimento específico com o domínio NA/NS da cadeia de HS. Adicionalmente, ensaios bioquímicos foram realizados para caracterizar a proteína de ligação a heparina presente na superfície do T. cruzi. Duas bandas majoritárias de 65,8 kDa e 59 kDa foram identificadas no extrato protéico total das 3 formas evolutivas do T. cruzi por Western blotting, utilizando heparina, condroitim sulfato (CS) e HS conjugados a biotina. O ligante de heparina de T. cruzi foi isolado pela associação do método do Triton X-114 e cromatografia de afinidade a heparina-Sepharose. Após marcação metabólica (35S-Metionina), as proteínas hidrofóbicas foram isoladas em coluna de afinidade e separadas por SDS-PAGE, revelando um perfil protéico, similar ao extrato total, com duas bandas majoritárias (65,8 kDa e 59 kDa) eluídas com 0,5 M e 1,0 M de NaCl em tripomastigotas e epimastigotas, respectivamente. A análise isotópica também revelou uma expressão superior deste ligante (1,3-2 vezes) em tripomastigotas quando comparado com epimastigotas. As proteínas de ligação a heparina (65,8 kDa e 59 kDa) foram detectadas na fração de membrana de epimastigotas obtida pelo método de fracionamento subcelular associado a purificação em coluna de afinidade. A detecção das proteínas eluídas da coluna de afinidade a heparina por Western blotting com heparina-, HS- e CS-biotinilados revelou intensa marcação principalmente na proteína de 59 kDa. Além disso, a análise das proteínas por eletroforese não desnaturante revelou a presença de duas bandas nas formas tripomastigotas e epimastigotas de T. cruzi... (...) Ensaios bioquímicos complementares serão realizados a fim de obter informações detalhadas sobre a proteína de ligação a heparina de T. cruzi. / The ability of Trypanosoma cruzi to recognize molecules at the surface of both the phagocytic and non-phagocytic cells is essential to its survival in the vertebrate host. The role of the sulfated proteoglycans in the cell reco gnition process has been reported in several human pathogens, including T. cruzi . Data from our group have demonstrated the participation of heparan sulfated proteoglycan (HSP G) of cardiomyocytes in the invasion for forms trypomastigotes. However, the structure of th e HSPG molecule involved in the receptor-ligand interaction and the role of other s ulfated glycosaminoglycans (GAGs) in the invasion process have not been elucidated yet. To evaluate the participation of GAGs in T. cruzi invasion, trypomastigotes, clone Dm28c, were pre-treated with 20μg/ml of heparin, ke ratan sulfate (KS) or three distinct fragments of heparan sulfate (HS) obtained by enzym atic (heparitinase I and II) and nitrous acid treatments. For competition assays, the untrea ted or soluble GAGs pre-treated parasites were incubated for 2h at 37°C with the ca rdiomyocyte cultures and the percentage of infection was determined after Giemsa staining. Our results revealed a significant inhibition of the infection index of 84.8% and 45% after treatment of the parasites with heparin and the N-acetylated/ N-sulfated fragment, respectively, suggesting the important role of the ([IdoUA-GlcNAc]-[GlcUA-GlcNS] 3 -[GlcUA-GlcNAc] 4 [GlcNAc]) domain of the HS chain in the T. cruzi -cardiomyocyte recognition. In contrast, the treatm ent of the parasites with KS, N- acetylated or N-sulfated fragments did not display any effect in the invasion process. The role of sulfation in the recognition and invasion p rocess was evaluated by treating the cardiomyocytes cultures for 16h at 37°C with differ ent concentrations of sodium chlorate, followed by trypomastigotes infection (2h). The dec line of sulfation resulted in the reduction (dose dependent) of the infection index, achieving inhibition levels of 26%, 48.5% and 73.6% after treatment of cardiomyocyte cultures with 25mM , 50mM and 75mM of sodium chlorate, respectively, suggesting the participation of negat ive charge as modulator of the specific recognition with the NA/NS domain of HS chain. Additionately, biochemical assays were performed to characterize the heparin binding protein present at the surface of T. cruzi . Two major protein bands of 65.8 kDa and 59 kDa were identified in the total protein extract of all evolutive forms of T. cruzi by Western blotting , using biotin conjugated-heparin, -chondroitin sulfa te (CS) and -HS. The T. cruzi heparin ligand was isolated by association of Triton X-114 extraction method and heparin-Sepharose affinity chromatography. After metabolic labeling ( 35 S-Methionine), the hydrophobic proteins were isolated by affinity column and separated by S DS-PAGE, revealing a protein profile, similar to total protein extract, with two major ba nds (65.8 kDa and 59 kDa) eluted with 0.5M and 1M NaCl in trypomastigotes and epimastigotes, r espectively. The isotopic analysis also revealed a higher expression of heparin ligand (1.3 -2X) in trypomastigotes when compared to epimastigotes. The heparin binding proteins were detected at membrane fraction of epimastigotes obtained by cell fractionation method ology associated to the affinity column purification. The detection of proteins eluted from heparin affinity column with biotinilated heparin, CS and HS by Western blotting revealed intense labeling mainly at the 59 kDa protein. In addition, the analysis of the proteins by denaturant electrophoresis revealed the presence of two protein band in both trypomastigote s and epimastigotes forms of T. cruzi . Complementary biochemical assays will be carried ou t to get more detailed information about the T. cruzi heparin binding protein.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:01Z : No. of bitstreams: 1 000844273.pdf: 2534283 bytes, checksum: 94450333d4420bb0a2b9b9c01dfc331b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As proteínas são as moléculas mais abundantes nas células, sendo de crucial importância para o funcionamento das mesmas, desempenhando atividades tanto regulatórias quanto estruturais. Uma proteína se torna biologicamente ativa ao passar por um processo chamado enovelamento e, assim, alcançar seu estado nativo e funcional. Dentre vários fatores que influenciam no enovelamento da proteína, um que possui grande relevância é a hidrofobicidade da proteína, que ocorre devido às propriedades físicas das cadeias laterais dos aminoácidos. A hidrofobicidade contribui para a formação de um núcleo estável e compacto, além de participar na formação de contatos. Em trabalhos anteriores (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), foi mostrado que perturbar uma proteína através de uma mutação pode causar efeitos diferentes dependendo de sua hidrofobicidade média. Proteínas com baixa hidrofobicidade mostraram-se sensíveis a mutações, resultando em uma taxa de enovelamento mais lenta, enquanto as proteínas de alta hidrofobicidade permaneceram consideravelmente inalteradas. Utilizando quatro proteínas reais de hidrofobicidades diferentes, este trabalho visa mostrar a influência da hidrofobicidade média na variabilidade sequencial de proteínas e, posteriormente, correlacionar com os valores Φ e com o acoplamento direto entre os aminoácidos que formam contato. / Proteins are the most abundant molecules in the cell, being of crucial importance for your functioning, performing regulatory functions both as structural. A protein becomes biologically active passing through a process called folding and then achieves your native state. Among several factors that influence the protein folding, one that has a great participation is the protein hydrophobicity, which occurs because of physical properties of side chains of amino acids. The hydrophobicity contributes to form a compact and stable core, also participates of contacts formation. In previous work (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), was showed that inserting a mutation in a protein can cause different effects depending on its global hydrophobicity. Proteins with low hydrophobicity showed sensibility to mutations, resulting in a slower folding rate, while proteins with high hydrophobicity remain almost the same. This work will present the influence of global hydrophobicity in sequence variability throughout evolution. This work aims to show the influence of mean hydrophobicity in protein sequence variability and subsequently correlate with Φ values and direct coupling between aminoacids forming a contact.

O propósito deste trabalho é aumentar o conhecimento existente sobre as interações dielétricas da água confinada em materiais hidrofílicos, no regime de baixas temperaturas. Os materiais hidrofílicos (sílica gel, gesso, colágeno e álcool polivinílico - PVA) foram analisados com os recursos disponíveis na técnica de Espectroscopia de Impedância - permissividade dielétrica e impedância elétrica. Como objetivo especifico procurou-se estabelecer experimentalmente o papel das ligações hidrogênio nos processos de condução observados na água confinada e verificar a existência da transição dinâmica da água super-resfriada em T = -45ºC (228K). As substâncias examinadas possuem redes ou cadeias moleculares, com grupos polares superficiais capazes de se ligarem às moléculas de água por meio de ligações hidrogênio. Em espaços restritos de natureza hidrofílica, a água pode ser super-resfriada além do ponto de nucleação homogênea, permanecendo líquida para temperaturas inferiores a 0ºC. O entendimento de sistemas envolvendo materiais hidrofílicos - tais como sólidos, géis e macromoléculas - e a água, contribui para o desenvolvimento de novos materiais e para o entendimento dos sistemas vivos. De acordo com os resultados obtidos a condução dos íons na água confinada se dá por meio da rede formada, via ligações hidrogênio, entre as moléculas de água e a cadeia dos materiais. O espectro elétrico dos materiais estudados exibe dois processos de condução, comuns a todas as substâncias. O primeiro, é influenciado pelo nível de hidratação das amostras e está relacionado as moléculas de água distantes das superfícies. O segundo, é próprio da água confinada e possui tempos de relaxação elétricos com transições observadas em -60ºC (210K) na sílica gel, e -45ºC nos outros materiais. Também constatou-se que o tamanho da cadeia polimérica do PVA altera a dinâmica do confinamento de água: cadeias de menor peso molecular não são capazes de gerar sítios que propiciem o confinamento da água. / This work aims to increase the existing knowledge on the dielectric interactions of water confined in hydrophilic materials at low temperatures. The hydrophilic materials (silica gel, gypsum, collagen and polyvinyl alcohol - PVA) were studied with the available functions of Impedance Spectroscopy - dielectric permittivity and electrical impedance. The specific goal of this thesis is to establish the role of hydrogen bonds in the conduction processes observed in confined water and to verify the existence of the supercooled water dynamic crossover at T = -45 ºC (228K). The chosen substances have molecular chains or networks with polar surface groups connected to water molecules through hydrogen bonds. When confined in small geometries, water does not crystallize and can be supercooled bellow its homogeneous nucleation temperature. This allows the indirect investigation of supercooled confined water. The studies of systems involving hydrophilic materials - such as solids, gels and macromolecules - and water, contributes to the development of new materials and to the understanding of living systems. This study demonstrated that the conduction in the confined water occurs through the network formed by hydrogen bonds between water molecules and the chain materials. The impedance spectra of all material exhibits two conduction processes common to all the analyzed samples. While the level of hydration of the samples can influence the process of higher frequencies, the one found in lower frequencies is independent of the amount of water in the samples. The first was associated to bulk water molecules and the second is related to confined water and show the expected dynamic crossover. In addition, the size of the PVA polymeric chain alters the dynamics of water: lower molecular weight polymers are not capable of displaying the supercooled dynamic crossover.

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Ronaldo Junio de Oliveira / Banca: Fátima Pereira de Souza / Resumo: As proteínas são as moléculas mais abundantes nas células, sendo de crucial importância para o funcionamento das mesmas, desempenhando atividades tanto regulatórias quanto estruturais. Uma proteína se torna biologicamente ativa ao passar por um processo chamado enovelamento e, assim, alcançar seu estado nativo e funcional. Dentre vários fatores que influenciam no enovelamento da proteína, um que possui grande relevância é a hidrofobicidade da proteína, que ocorre devido às propriedades físicas das cadeias laterais dos aminoácidos. A hidrofobicidade contribui para a formação de um núcleo estável e compacto, além de participar na formação de contatos. Em trabalhos anteriores (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), foi mostrado que perturbar uma proteína através de uma mutação pode causar efeitos diferentes dependendo de sua hidrofobicidade média. Proteínas com baixa hidrofobicidade mostraram-se sensíveis a mutações, resultando em uma taxa de enovelamento mais lenta, enquanto as proteínas de alta hidrofobicidade permaneceram consideravelmente inalteradas. Utilizando quatro proteínas reais de hidrofobicidades diferentes, este trabalho visa mostrar a influência da hidrofobicidade média na variabilidade sequencial de proteínas e, posteriormente, correlacionar com os valores Φ e com o acoplamento direto entre os aminoácidos que formam contato / Abstract: Proteins are the most abundant molecules in the cell, being of crucial importance for your functioning, performing regulatory functions both as structural. A protein becomes biologically active passing through a process called folding and then achieves your native state. Among several factors that influence the protein folding, one that has a great participation is the protein hydrophobicity, which occurs because of physical properties of side chains of amino acids. The hydrophobicity contributes to form a compact and stable core, also participates of contacts formation. In previous work (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), was showed that inserting a mutation in a protein can cause different effects depending on its global hydrophobicity. Proteins with low hydrophobicity showed sensibility to mutations, resulting in a slower folding rate, while proteins with high hydrophobicity remain almost the same. This work will present the influence of global hydrophobicity in sequence variability throughout evolution. This work aims to show the influence of mean hydrophobicity in protein sequence variability and subsequently correlate with Φ values and direct coupling between aminoacids forming a contact / Mestre

O propósito deste trabalho é aumentar o conhecimento existente sobre as interações dielétricas da água confinada em materiais hidrofílicos, no regime de baixas temperaturas. Os materiais hidrofílicos (sílica gel, gesso, colágeno e álcool polivinílico - PVA) foram analisados com os recursos disponíveis na técnica de Espectroscopia de Impedância - permissividade dielétrica e impedância elétrica. Como objetivo especifico procurou-se estabelecer experimentalmente o papel das ligações hidrogênio nos processos de condução observados na água confinada e verificar a existência da transição dinâmica da água super-resfriada em T = -45ºC (228K). As substâncias examinadas possuem redes ou cadeias moleculares, com grupos polares superficiais capazes de se ligarem às moléculas de água por meio de ligações hidrogênio. Em espaços restritos de natureza hidrofílica, a água pode ser super-resfriada além do ponto de nucleação homogênea, permanecendo líquida para temperaturas inferiores a 0ºC. O entendimento de sistemas envolvendo materiais hidrofílicos - tais como sólidos, géis e macromoléculas - e a água, contribui para o desenvolvimento de novos materiais e para o entendimento dos sistemas vivos. De acordo com os resultados obtidos a condução dos íons na água confinada se dá por meio da rede formada, via ligações hidrogênio, entre as moléculas de água e a cadeia dos materiais. O espectro elétrico dos materiais estudados exibe dois processos de condução, comuns a todas as substâncias. O primeiro, é influenciado pelo nível de hidratação das amostras e está relacionado as moléculas de água distantes das superfícies. O segundo, é próprio da água confinada e possui tempos de relaxação elétricos com transições observadas em -60ºC (210K) na sílica gel, e -45ºC nos outros materiais. Também constatou-se que o tamanho da cadeia polimérica do PVA altera a dinâmica do confinamento de água: cadeias de menor peso molecular não são capazes de gerar sítios que propiciem o confinamento da água. / This work aims to increase the existing knowledge on the dielectric interactions of water confined in hydrophilic materials at low temperatures. The hydrophilic materials (silica gel, gypsum, collagen and polyvinyl alcohol - PVA) were studied with the available functions of Impedance Spectroscopy - dielectric permittivity and electrical impedance. The specific goal of this thesis is to establish the role of hydrogen bonds in the conduction processes observed in confined water and to verify the existence of the supercooled water dynamic crossover at T = -45 ºC (228K). The chosen substances have molecular chains or networks with polar surface groups connected to water molecules through hydrogen bonds. When confined in small geometries, water does not crystallize and can be supercooled bellow its homogeneous nucleation temperature. This allows the indirect investigation of supercooled confined water. The studies of systems involving hydrophilic materials - such as solids, gels and macromolecules - and water, contributes to the development of new materials and to the understanding of living systems. This study demonstrated that the conduction in the confined water occurs through the network formed by hydrogen bonds between water molecules and the chain materials. The impedance spectra of all material exhibits two conduction processes common to all the analyzed samples. While the level of hydration of the samples can influence the process of higher frequencies, the one found in lower frequencies is independent of the amount of water in the samples. The first was associated to bulk water molecules and the second is related to confined water and show the expected dynamic crossover. In addition, the size of the PVA polymeric chain alters the dynamics of water: lower molecular weight polymers are not capable of displaying the supercooled dynamic crossover.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Batista - resumo.pdf: 37444 bytes, checksum: 8f8f7a4b6f5f96a5fc6085e5128c66c2 (MD5) Previous issue date: 2013-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The control of surface wettability is an issue of great scientific interest because of the large number of applications both as hydrophobic to hydrophilic surfaces, such as medical instruments, fluidic microdevices, coating for microdevices, manipulation of nanoparticles, microscale motors, lubricants, waterproofing surfaces and even instruments for domestic use. The objectives of this work are to compare the values obtained in experiments with surfaces of well-defined topography with available theoretical models and characterize the transition between hydrophobic and superhydrophobic surfaces with the proposition of configurations and criteria that lead to a better understanding of the wettability and superhydrophobic surfaces production, in the light of the energy minimization. / O controle da molhabilidade de superfícies é um tema de grande interesse científico em função da grande quantidade de aplicações, tanto para superfícies hidrofílicas quanto hidrofóbicas, como é o caso de instrumentos médicos, microdispositivos fluídicos, recobrimento para microdispositivos, manipulação de nanopartículas, motores em microescala, lubrificantes, impermeabilização de superfícies e mesmo em instrumentos de uso doméstico. Os objetivos deste trabalho são comparar os valores obtidos em experimentos com superfícies de topografia bem definida com os modelos teóricos disponíveis e caracterizar a transição entre superfícies hidrofóbicas e superhidrofóbicas, com a proposição de configurações e critérios que levem a um melhor entendimento da molhabilidade e da produção de superfícies superhidrofóbicas, sob a luz da minimização de energia.