Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:20:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276043.pdf: 2032978 bytes, checksum: eab4d26f55c2fe09151bc397f29b4268 (MD5) / Atualmente o gás hidrogênio (H2) é tido como o combustível do futuro, no entanto os processos de obtenção deste gás ainda são os convencionais, tais como, reforma a vapor e oxidação parcial, acompanhados da emissão de muitos poluentes atmosféricos, como o CO, CO2 e NOx. Neste trabalho, estudou-se a produção de H2, negro de fumo e gás de síntese por plasma térmico empregando-se argônio como gás de plasma usando os seguintes gases como matéria prima no processo: metano, biogás (mistura de CH4 e CO2) e água. A tocha de plasma usada para ionização do argônio foi de arco elétrico não transferido com fonte elétrica de corrente continua (DC). A tocha de plasma foi acoplada a uma câmara de plasma e na saída da câmara foram instalados analisadores de gases e amostradores para coleta. A temperatura do jato de plasma foi medida com auxilio do gráfico de Boltzmann. Os espectros Raman do material produzido na reforma do metano mostraram a produção de carbono com estrutura amorfa típica destes materiais. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os materiais apresentam organização estrutural típica de um negro de fumo (altamente desorganizada) e a presença de estruturas de tamanhos variados, desde algumas dezenas de nanômetros até alguns micrometros. A composição do material sólido produzido foi de 81 % de carbono, 1 % de hidrogênio e 18 % de ferro e tungstênio, evidenciado pelas analises de CHNS e MEV-EDS. As análises de GC-MS mostraram a formação de uma série de compostos policíclicos aromáticos (PAH's), que são intermediários na formação de carbono sólido através de mecanismos em fase gasosa. No processo de reforma do biogás, o aumento a potência aplicada aumentou a conversão do metano e do dióxido de carbono na faixa em que o plasma é estável (entre 3,0 e 4,5 kW). Quando a [CO2] = 7,0 % e variando-se a [CH4] de 4 a 12 %, houve diminuição da conversão de CO2 com o incremento da [CH4]. A partir de 9 % de [CH4] a conversão do CH4 também diminuiu, acompanhada pela formação de carbono sólido. Por outro lado, o aumento da [CO2] na mistura reacional diminuiu a formação de carbono sólido e aumentou a conversão tanto de CO2 quanto de CH4 até a razão [CO2]/[CH4] = 1,3; o aumento da razão [CO2]/[CH4] superior a 1,3 provocou a formação de carbono sólido e diminuição da conversão de ambos os gases da mistura. A viabilidade de produção de hidrogênio através da decomposição da água por plasma foi demonstrada. A temperatura do jato de plasma medida experimentalmente aumentou com o aumento da potência aplicada e do fluxo de gás de plasma.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296884.pdf: 1035916 bytes, checksum: a1f0e848d18e399790e2d3f00bc35ddb (MD5) / As necessidades de energia global são, na sua maioria, dependentes de combustíveis fósseis. O gás hidrogênio (H2) é uma energia limpa alternativa a esses combustíveis. A produção biológica de H2 é considerada uma tecnologia promissora devido aos baixos impactos ambientais e possibilidade de utilização de resíduos orgânicos como substrato. As bactérias fotoheterotróficas produzem H2 a partir de ácidos orgânicos por meio de processo anaeróbio dependente de luz. Desta forma, o objetivo deste estudo foi a obtenção de um consórcio bacteriano fotoheterotrófico, isolado a partir de sedimento proveniente da Lagoa da Conceição, localizada na cidade de Florianópolis/SC. Para avaliar a produção de H2 pelo consórcio utilizou-se diferentes ácidos orgânicos como substrato. O meio de cultivo utilizado foi o meio RCV modificado, contendo glutamato de sódio (2 mmol/L) como fonte de nitrogênio e a fonte de carbono variou conforme o substrato empregado: ácido acético (30 mmol/L), ácido butírico (15 mmol/L) e ácido málico (15 mmol/L). Os ensaios foram conduzidos em tubos de ensaio contendo 10 mL do meio de cultivo e 2 mL de head space. Após a inoculação, gás argônio foi borbulhado para obtenção da atmosfera anaeróbia e os tubos foram incubados em estufa a 30 ºC sob iluminação constante de lâmpada fluorescente de 15 W (~7000 lux) por um período que variou de 7 a 11 dias, conforme os experimentos. A composição do gás produzido no head space foi analisada a cada 24 h por cromatografia gasosa. O consórcio bacteriano fotoheterotróficotrófico demonstrou potencial para consumir todos os ácidos orgânicos testados como substratos, tanto para o crescimento bacteriano quanto para a produção de H2, sendo que a produção do gás foi máxima quando ácido acético foi empregado como substrato, onde a produção alcançou uma concentração máxima de 7,28 mmol/L. Para o ácido butírico a produção máxima foi de 6,97 mmol/L.. Assim, foi possível concluir que o consórcio fotoheterotrófico enriquecido, foi capaz de utilizar os ácidos orgânicos, nas condições de estudo, para a produção de H2. / The global energy requirements are mostly dependent on fossil fuels. Hydrogen is a clean energy alternative to these fuels. Biological H2 production is generally considered a promising process due to both its low impact on the environment and the possibility to use organic wastes as substrate for the gas production. Phototrophic bacteria produce H2 from organic compounds by an anaerobic light-dependent process. Therefore, this study aimed obtaining a photoheterotrophic consortium, isolated from Lagoa da Conceição lake sediment, located in the city of Florianópolis/SC. H2 production was evaluated by the consortium, used different organic acids as substrate. The culture medium used was RCV modified, and the nitrogen source was the same for all experiments (sodium glutamate - 2 mmol/L) and carbon source varied according to the substrate used: acetic acid (30 mmol/L), butyric acid (15 mmol/L) and malic acid (15 mmol/L). The experiments were conducted in the glass bottles containing 10 mL of culture medium and 2 mL of head space. After inoculation, argon gas was bubbled to obtain anaerobic atmosphere and the bottles were incubated at 30 °C under constant illumination of fluorescent lamp 15 W (~7000 lux) for a period of time ranging from 7 to 11 days, according the experiments. The gas produced in the head space was evaluated every 24 h by gas chromatography. The photoheterotrophic consortium demonstrated the potential to consume all the organic acids tested as substrates, for both: bacterial growth and H2 production, and the gas production was enhanced when the substrate used was acetic acid, where production reached a concentration of 7.28 mmol/L. For butyric acid production was 6.97 mmol/L .Thus, we conclude that the enriched was able to use organic acids for H2 production, in the studies conditions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290492.pdf: 15202233 bytes, checksum: 5eb4253308fa70a92baa3d2d84a177e4 (MD5) / Neste trabalho, foram projetadas duas famílias inéditas de ácidos carboxílicos com estrutura curvada, sendo uma simétrica e a outra assimétrica, derivadas do heterociclo 1,3,4-oxadiazol. Os ácidos foram caracterizados utilizando diversas técnicas espectroscópicas e espectrométricas. A partir dos ácidos carboxílicos e uma melamina foram preparados complexos supramoleculares através de ligações de hidrogênio em relação 1:3. Os complexos foram estudados por IV, RMN e DOSY. As propriedades térmicas foram investigadas por DSC, TGA, MOLP e SAXS. Todos os complexos supramoleculares apresentaram mesofase. Os DSCs mostraram mesofases monotrópicas, mantendo-se sem cristalizar até 25°C. As estruturas das mesofases foram determinadas por SAXS, onde caracterizou-se como fases colunares. Complexos quirais foram estudados por DC, obtendo-se intensos sinais. Os dados permitem propor que esses materiais podem assumir arquiteturas helicoidais. As propriedades fotofísicas foram avaliadas em solução, fase sólida e mesofase. Os materiais apresentaram absorbância entre 230-360 nm e emissão entre 370-540 nm. Estudos de elipsometria apresentaram valores significativos de emissão de LCP para os complexos quirais. Isso permite propor que materiais que apresentam mesomorfismo colunar organizados na forma de hélices podem ser utilizados para modulação da emissão de luz.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331439.pdf: 2157111 bytes, checksum: 2643192ccd4945168ebb402a9fd09fa0 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Engenharia Metabólica constitui-se como grande área de conhecimento que utiliza dados genômicos para estudo e mutação sítio-dirigida de organismos, objetivando melhores fatores de conversão de substrato em um produto desejado, geralmente de alto valor agregado. A metodologia empregada neste trabalho iniciou com uma reconstrução in silico da Clostridium acetobutylicum, bactéria conhecida pela grande produção de acetato, butirato e hidrogênio. Esta reconstrução foi substituída por outra mais recente e pronta para uso, mas ainda foi a melhor opção para a análise de nocaute de genes. Uma Análise de Sensibilidade revelou a possibilidade de substituição de substrato. Esta substituição de substrato foi testada experimentalmente por crescimento em batelada em biorreator anaeróbio. Os trabalhos de reconstrução aqui envolvidos serviram de referência para a correção do METoolbox, que após as correções apresentou os mesmos valores de FBA do COBRA Toolbox, constituindo-se assim como ferramenta bem estabelecida para o estudo de Engenharia Metabólica. Os estudos de Engenharia Metabólica visando maximizar a produção de hidrogênio indicaram a substituição de glicose como substrato por sacarose, maltose ou lactose. Nos ensaios experimentais, taxas de produção de hidrogênio semelhantes às obtidas com glicose foram obtidas com sacarose e maltose, mas claramente inferiores foram obtidas com lactose como substrato. Os estudos in silico indicaram também a deleção do gene CAC1742 como alternativa para maximizar a produção de hidrogênio, hipótese ainda não testada experimentalmente. A partir dos modelos não regulados já publicados, um modelo com regulação para a C. acetobutylicum foi feito, sendo seus resultados devidamente validados com dados experimentais para diferentes substratos, reproduzidos em Análise de Balanço de Fluxos (FBA), tanto em estado pseudo estacionário quanto dinâmico.<br> / Abstract: Metabolic Engineering established as wide area of knowledge that uses genomic data to study and site-directed mutation of organisms, aiming best yields of substrate to a desired product, usually with high benefit. The methodology in this work began with an in silico reconstruction of Clostridium acetobutylicum, a bacterium known for high production of acetate, butyrate and hydrogen. We replaced this reconstruction by a newer and ready for use, but it was still the best option for the analysis of gene knockout. A sensitivity analysis revealed the possibility of replacing substrate. We tested this substitution of substrate experimentally by growth in batch anaerobic bioreactor. We use the reconstruction work involved here as reference for the correction of METoolbox, that after presented the same values of FBA COBRA Toolbox, constituting as well established for the study of Metabolic Engineering tool. We made Metabolic Engineering studies to maximize hydrogen production, indicating the replacement of glucose as substrate by sucrose, maltose or lactose. In experimental testing, glucose's similar hydrogen production rates has obtained with sucrose and maltose, but clearly below were obtaine with lactose as substrate. The in silico studies also indicated the deletion of CAC1742 gene as an alternative to maximize hydrogen production, experimentally untested hypothesis. From the unregulated models already published, we made a regulated model for C. acetobutylicum, with results well validated with experimental data for different substrates, played on Flux Balance Analysis (FBA), in pseudo steady state and dynamic simulation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:50:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311570.pdf: 14161023 bytes, checksum: ba361cab54000c859ea50907198d84b0 (MD5) / Na presente tese, um sistema de plasma térmico de argônio foi aplicado para promover a pirólise do CH4 e da mistura CH4/CO2. O principal produto obtido na conversão do CH4 e CO2 por plasma térmico foi o gás de síntese (H2 + CO), com rendimento máximo de 72 % e 59 % de CO e H2 respectivamente. Na reforma do CH4, os resultados mostraram que a conversão do metano aumentou com o aumento da vazão de metano no sistema, chegando ao valor máximo de 98 %. O principal produto gasoso formado na reforma do metano foi o H2, que apresentou rendimento máximo de 98 %. Além de H2 e CO, foram identificados também: C2H2, C2H4, C3H4, C4H6 e C6 +. O produto sólido da reação foi caracterizado como sendo negro de carbono (carbon black) quando a reação foi realizada sem a presença de catalisador no sistema e nanotubos de carbono foram formados na presença de catalisadores. Para os estudos de adsorção, o negro de carbono foi ativado quimicamente com KOH e fisicamente com CO2, sendo que o potencial adsorvente do negro de carbono foi testado na remoção do corante Reativo Preto 5 em solução mostrando uma boa capacidade adsorvente. Na investigação das propriedades superficiais da amostra, o negro de carbono sem ativação apresentou SBET = 66 m2.g-1, enquanto as amostras de negro de carbono ativadas com KOH e OH/CO2 apresentaram SBET = 122 m2.g-1 e SBET = 480 m2.g-1 respectivamente, mostrando que os processos de ativação foram favoráveis ao aumento da área específica do negro de carbono. Por fim, nos estudos de pirólise realizados na presença dos catalisadores 10Ni/Al2O3, 10Ni/5Ce e 5Ni/Al2O3 foram obtidos nanotubos de carbono, sendo confirmados por espectroscopia Raman e MET. / Environmental problems are a direct result of human intervention in the different ecosystems around the globe. Due to increased industrial activity, the release of gases has become a serious environmental problem and there is a clear need to seek alternatives to promote the reduction of greenhouse gases in the atmosphere and also to develop processes capable of producing stable materials with added value. Of all the gases, CH4 and CO2 deserve special attention because they contribute to the greenhouse effect. In this context, one alternative to promote the reduction of such greenhouse gases in the atmosphere and obtain materials that have commercial application is thermal plasma pyrolysis, and the main products of interest obtained in the plasmainduced reactions are: hydrogen, different allotropic forms of carbon, and syngas. In this context, the focus of this research was to apply the thermal plasma of argon to promote the pyrolysis of CH4 and a CH4/CO2 mixture. The plasma torch used for the ionization of the argon arc was the non-transferred electric arc with a direct current (DC) power source. The gaseous products were identified and quantified by GC and the solid product was characterized by Raman spectroscopy, SEM, FEG, TEM, enthalpy of combustion, specific area, pore volume and average pore diameter. The effect of the gas flow and conversion ability were investigated. The results showed that the degradation of CH4 decreased with increased CO2 in the system, and the average conversion of CH4 in the CH4/CO2 mixture was 82.7%. The degradation percentage of CO2 also decreased with increased CO2 in the fixed system while maintaining the flow of methane. The main product in the conversion of CH4 and CO2 by thermal plasma was the synthesis gas (CO + H2), with maximum yields of 72.2% and 59.1% CO and H2, respectively. In the reforming of CH4 by thermal plasma, without the presence of CO2 in the system, the results showed that the conversion of methane increased with increasing flow of methane in the system, reaching a maximum value of 98.4%. The main gaseous product formed in the methane reforming was H2, which showed a maximum yield of 98.7%. In addition to CO and H2, the following were also identified: C2H2, C2H4, C3H4, C4H6 and C6 +. The solid product of the reaction was characterized as carbon black when the reaction was performed without the presence of a catalyst system and carbon nanotubes were formed in the presence of catalysts. TEM analysis of the carbon black showed the formation of aggregates and branching, with many open spaces expected, thus providing good adsorbent properties. For adsorption studies, the carbon black was activated chemically with KOH and physically with CO2, and the black carbon showed a high capacity as an adsorbent when tested in the removal of Reactive Black 5 dye in solution. In the investigation of the surface properties of the sample, the carbon black showed no activation (SBET = 66 m2.g-1) while the carbon black samples activated with KOH and KOH/CO2 gave values of SBET = 122 m2.g-1 and SBET = 480 m2.g-1 respectively. These results show that the activation processes favored an increase in the specific area of carbon black. In the analysis of porous materials, the carbon black samples which were non-activated and activated with KOH were characterized as macroporous materials, while the sample activated with CO2 was mesoporous. Carbon nanotubes were obtained in the studies conducted in the presence of 10Ni/Al2O3, 10Ni/5Ce and 5Ni/Al2O3 catalysts, as confirmed by Raman spectroscopy and TEM. In the Raman spectroscopy, the ID/IG ratio for all samples indicated the presence of carbon nanotubes with defects or impurities, and the sample obtained with 5Ni/Al2O3 had the lowest value for the ID/IG ratio indicating that the carbon nanotubes of this sample had higher purity than that of the other samples.

Made available in DSpace on 2015-10-06T13:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:18:25Z : No. of bitstreams: 1 000846508_20151024.pdf: 317872 bytes, checksum: a4945c6df824e60145f9807316823f2a (MD5) Bitstreams deleted on 2015-11-03T14:39:20Z: 000846508_20151024.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-11-03T14:40:20Z : No. of bitstreams: 1 000846508.pdf: 1042019 bytes, checksum: 7f20a1e3798f6d77c877fb5acc20db34 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta autovalores de energia para as ligações das moléculas de hidrogênio, H2 e de oxigênio O2, ambas confinadas em cavidades elípticas. Esses sistemas também foram estudados sem confinamento. Os resultados foram obtidos através da associação entre o método variacional e a mecânica quântica supersimétrica, cabendo a supersimetria determinar as funções de onda dos orbitais atômicos constituíntes dos orbitais moleculares. A aproximação de Hïckel é utilizada para explicar a estabilidade similar entre as ligações da molécula de oxigênio. Os resultados obtidos para as ligações químicas das moléculas (hidrogênio e oxigênio) apresentaram um valor para o volume de confinamento onde o sistema é mais estável. Por fim, são discutidas possíveis aplicações para sistemas envolvendo sítios ativos de proteínas / This works presents the energy eigenvalues for the bonds of hydrogen and oxygen molecules, both confined in elliptical cavities. Those systems are also studied without confinement. The results are obtained through the variational method and supersymmetric quantum mechanics. The supersymmetry permits to determine the atomic orbitals. The Hückel approximation is used to justify the similar stability between and bonds in the oxygen molecule. The obtained results to the molecular chemical bonds (hydrogen and oxygen molecules) shown a stability region of energy interns of the confinement volum. Finally, possible applications for systems involving protein active sites are discussed

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-20Bitstream added on 2014-06-13T21:03:02Z : No. of bitstreams: 1 000749665.pdf: 2284142 bytes, checksum: 99efb0f6308729d7bde5bf69ecbd900a (MD5) / Neste trabalho foi avaliado o desempenho de três conjuntos de reatores UASB, em escala de bancada, instalados em série, no tratamento de águas residuárias de suinocultura (ARS), do despolpamento de frutos do cafeeiro por via úmida (ARC) e da vinhaça e melaço (ARVM), sob diferentes condições operacionais. Também foi estudada a viabilidade da integração do processo acidogênico e metanogênico para produção de hidrogênio e metano utilizando vinhaça sem controle da temperatura. Os tempos de detenção hidráulico (TDH) aplicados nos reatores UASB (R1+R2) foram de 36, 24 e 12 h, e as cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro reator (R1) variaram de 19,0 a 102,5 g DQO total (L d)-1 para o sistema tratando ARS. Para os sistemas tratando ARC e ARVM os TDH foram, respectivamente, de 242 e 223 h e as COV no R1 variaram de 3,3 a 5,3 g DQO total (L d)-1 e de 1,4 a 5,6 g DQO total (L d)-1, respectivamente. Nos sistemas de tratamento, foram observadas eficiências médias de remoção de DQO total e sólidos suspensos totais (SST) de até, respectivamente, de 88 e 91% com ARS, de 91 e 78% com ARC e de 75 e 81% com ARVM. No conjunto de reatores R1+R2 tratando ARS as maiores eficiências médias de remoção de coliformes termotolerantes, nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e de cobre foram, respectivamente, de 99, 51 e 63%. Para os reatores R1+R2 tratando ARC, as maiores eficiências médias de remoção de NTK e cobre foram, respectivamente, de 46 e 91%, para os reatores R1+R2 tratando ARVM foram de 27 e 89%, respectivamente. Portanto, os reatores UASB em série, foram eficientes na remoção de DQO e SST de águas residuárias de atividades agropecuária, com produções volumétricas de metano máximas no sistema de tratamento anaeróbio variando de 1,609 a 0,188 L CH4 (L reator d)-1. Apesar de não ter ocorrido produção simultânea de hidrogênio e metano no sistema, observou-se... / This study evaluated the performance of three sets of UASB reactors, in bench scale, installed in series, for the treatment of swine wastewater (SW), coffee bean processing wastewater (CW) and vinasse and molasses (VMW) under different operating conditions. The feasibility of integrating acidogenic and methanogenic process for hydrogen and methane production using vinasse without temperature control was also studied. The hydraulic retention time (HRT) applied in UASB reactors (R1+R2) were 36, 24 and 12 h and organic loading rate (OLR) applied in the first reactor (R1) ranged from 19.0 to 102.5 g COD (L d)-1 in the system treating SW. For the systems treating CW and VMW HTR were, respectively, 242 and 223 h and OLR in R1 ranged from 3.3 to 5.3 g COD (L d)-1 and 1.4 to 5.6 g COD (L d)-1, respectively. Removal efficiencies of COD and total suspended solids (TSS) up to, respectively, 88 and 91% with SW, 91 and 78% with CW and 75 and 81% VMW were observed. In the set of reactors R1+R2 treating SW the highest average removal efficiencies of thermotolerant coliforms, total Kjeldahl nitrogen (TKN) and copper were, respectively, 99, 51 and 63%. For reactors R1+R2 treating CW, the highest average removal efficiencies of TKN and copper were, respectively, 46 and 91% for R1+R2 reactors treating VMW were 27 and 89%, respectively. Therefore, the UASB reactors in series, were efficient in removing COD and TSS in agricultural wastewater, with maximum volumetric methane yields ranging from 1.609 to 0.188 L CH4 (L reactor d)-1. Although simultaneous hydrogen and methane production did not occurred, when fed with vinasses the system demonstrated feasibility in hydrogen production at ambient temperature. The maximum hydrogen production in R1 was 675 mL d-1, with 9% of content and HRT of 19.2 h. The maximum methane production in R2 was 2068 mL d-1, with 68% of content and HTR of 48 h

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-25. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:13Z : No. of bitstreams: 1 000825488_20170225.pdf: 260920 bytes, checksum: 5c08937870a7b65dbd0e99eec894f0be (MD5) Bitstreams deleted on 2017-03-03T11:01:31Z: 000825488_20170225.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-03T11:02:40Z : No. of bitstreams: 1 000825488.pdf: 1637373 bytes, checksum: df17ba3b84297a63f9f4c88d24c3fa75 (MD5) / Polímeros que possuem monômeros unidos via interações intermoleculares são definidos como polímeros supramoleculares. A natureza reversível das interações assegura que o polímero supramolecular exista em equlíbrio termodinâmico com seus monômeros. Isto implica que as cadeias do polímero podem romper-se e recombinar, tornando este material hábil em responder a mudanças externas ao sistema, como variação de temperatura, solvente, variação de pH, força mecânica, radiação, etc. Poucas substâncias são capazes de sofrer polimerização supramolecular, pois para que propriedades poliméricas sejam aparentes em fase sólida ou em solução, as interações intermoleculares devem ser fortes e direcionais. Reagindo qualquer tipo de ácido orgânico com um aminocarboidrato denominado meglumina é produzido o par iônico, genericamente chamado de carboxilato-meglumina. Este estudo mostra que compostos carboxilato-meglumina anfifílicos derivados de ácidos graxos polimerizam em fase aquosa via interações hidrofóbicas e ligações de hidrogênio. Os monômeros adotam um arranjo lamelar e o polímero supramolecular resultante, se estrutura em uma rede tridimensional de fibras onde a água é imobilizada formando um hidrogel. A correlação entre a polimerização e a característica da cadeia carbônica proveniente do ácido graxo precursor foi elucidada, permitindo identificar que o balanço hidrofílico/hidrofóbico é a propriedade que governa a polimerização supramolecular dos compostos carboxilato-meglumina em água. Para tanto foram utilizados ácidos análogos com cadeias de tamanhos iguais C18, neste caso, os ácidos esteárico (octadecanóico) e oleico (9-cis-octadecenóico) e também ácidos saturados de cadeias distintas, undecanóico (C11) e palmítico (hexadecanóico) (C16). O caráter reversível das interações intermoleculares no polímero supramolecular em função da... / Supramolecular polymers are monomer units held together by intermolecular interactions. The reversible nature of the interactions makes that supramolecular polymer be under thermodynamic conditions with the monomers. Thus the polymer chains undergo reversible breaking and reformation making the supramolecular material highly susceptible to temperature, solvents, pH, mechanical force, radiation and so on. Only a few compounds are able to undergoing supramolecular polymerization, once to obtain high polymerization degrees in bulk or in solution is required a strong and directional intermolecular force. When any type of organic acid is reacted with meglumine occurs the formation of a ionic pair, called carboxilate-meglumine compound. This study shows the amphiphilic carboxilate-meglumine compounds originated from fatty acids, suffer polymerization in aqueous phase by hydrophobic interaction and hydrogen bonds. The monomers adopt a lamellar array that result in a supramolecular polymer which form a tridimensional net where the water is immobilized forming a hydrogel. The relationship between polymerization and the carbonic chain of fatty acid allowed identify that the hydrophilic/hidrophobic is the property that controls the supramolecular polymerization of the carboxilate-meglumine compound in water. To prove that were used the estearic acids (octadecanoic) and oleic acid (9-cis-octadecanoic) that have chains of C18 size; and the saturated acids with distinct chains as underdecanoic (C11) and hexadecanoic (C16). The dynamic behavior of these materials was evaluated, once the intermolecular interactions of supramolecular polymer present a reversible character that is dependent of temperature and concentration. Finally, we studied the potential of stearate-meglumine hydrogel associated with antifungals (ketoconazole and fluconazole), as a strategy for inhibiting biofilm of Candida albicans, the fungus...

A borracha estireno-butadieno (SBR) e as borrachas acrilonitrila - butadieno (NBR) com diferentes teores de acrilanitrila (15%, 28% e 45% em mol) foram modificadas corn 4 - fenil-1, 2, 4-triazolina-3,5-diona ( P T D ). As propriedades em solução - viscosidade intrínseca e cromatagráfica de permeação em gel - e a propriedade mecânica de tensão-deformação destes materiais foram estudadas antes e depois da adição de grupos polares, capazes de interagir via pontes de hidrogênio, à cadeia polimérica. A formação destes complexos de ligação de hidrogênio influenciam marcadamente essas propriedades. Para NBR, a variacão das propriedades depende da quantidade de acrilanitrila. Ligas de NBR/SBR modificadas e não modificadas foram obtidas e a compatibilidade dos componentes analisada através da temperatura de transição vítrea determinada por calorimetria de varredura diferencial. Houve uma melhora miscibilidade dos componentes com a modificação. As propriedades mecânicas (tensão-de-formação) destes sistemas foram estudadas em relação a variação da composição e grau de modificação das componentes em cada tipo de borracha nitrílica. Ligas de SBR/NBR modificadas e SBR modificada/NBR não modificada apresentaram propriedades mecânicas superiores a de sues componentes puros (sinergismo). / Styrene-butadiene rubber ( SBR ) and acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) with differents contents of acrylonitrile (15%, 28% and 45% mole) were modified with 4-phenyl-1,2,4-triazoline-3,5-dione (PTD). The solution properties - intrinsic viscosity and gel permeation chromatography - and the stress-strain properties of these materials were studied before and after the addition of polar groups to the polymer backbone. The hydrogen bond complexes formation, by these polar groups, influences strongly these properties. Modified and unmodified NBR/SBR blends were prepared and their degree of compatibility analyzed by Differential Scanning Calorimetry (glass transition temperature). It was observed an increase in the components miscibility upon modification. The stress strain properties of these systems were studied in relation to the composition variation and degree of modification of the components for each type of nitrile rubber. As a consequence of the hydrogen bonding formation, NBR/SBR modified and NBR unmodified/SBR modified blends showed superior stress-strain properties as compared to either of the modified components (synergism).

Neste trabalho, analisam-se os processos de formação de ligações de hidrogênio entre as bases Adenina. Timina, Guanina e Citosina usando o método Monte Carlo probabilístico. A possibilidade de formação de pares é inicialmente verificada considerando critério geométrico (distância e orientação das molécutlas) seguida pela análise da probabilidade energética, que é proporcional ao fator de Boltzmann. Os resultados mostram que a probabilidade de concorrência, para alguns modelos, não segue a estrutura mais provável segundo o fator de Boltzmann. Isto sugere que existe uma forte influência geométrica na formação dos pares (ligações simples e múltiplas). Tal análise fornece para a construção de modelos mais complexos bem como para o entendimento de alguns mecanismos que ocorrem em processos relacionados à mutações, visando compreender este tipo de fenômeno biológico