El grafeno es, por definición, una de las capas bidimensionales (2D) de espesor monoatómico que forman el grafito, cuando está aislada. Sus prometedoras propiedades (anómalo efecto Hall cuántico, alta movilidad portadora, alta concentración de portadores de carga, elevada resistencia mecánica) lo convierten en un foco de incesante estudio. Además del grafeno, existen diferentes materiales basados en grafeno, de los cuales el óxido de grafito o grafeno (G-O) es el que se obtiene con un método de síntesis que hasta el momento es el más viable industrialmente hablando [1, 2]. El G-O se obtiene por oxidación de un material grafítico y consiste en una capa de grafeno que contiene grupos funcionales oxigenados en el plano basal y en los bordes de plano. Los grupos funcionales y los defectos producidos hacen que el G-O pierda algunas de las propiedades características del grafeno, como su estructura electrónica conjugada, si bien algunas pueden recuperarse parcialmente mediante tratamientos de reducción, obteniéndose óxido de grafeno reducido, rG-O. Establecer un protocolo de síntesis adecuado requiere conocer en profundidad la estructura del óxido de grafeno, durante años estudiada, pero sobre la que aun existen dudas. En este trabajo se ha pretendido realizar un estudio exhaustivo de la estructura del óxido de grafeno, partiendo de la base de que dependerá de distintos factores relacionados con su síntesis, como el precursor o el método de oxidación. Este estudio ha consistido en probar cuatro métodos de obtención, que suponen el uso de distintos intercalantes, oxidantes y condiciones de reacción: método de Hummers-Offeman original (H2SO4/KMnO4/NaNO3) [3], de Hummers-Offeman modificado (H2SO4/KMnO4), de Brodie (HNO3/NaClO3) [4] y de Staudenmaier (HNO3/H2SO4/NaClO3) [5]. Las materias primas utilizadas para obtener G-O son nanofibras de carbono, tipo helical-ribbon [6], y grafito natural. También se ha estudiado la estructura real del óxido de grafeno en base a un modelo existente según el cual el G-O obtenido de la reacción es una estructura compleja formada por dos entes: las láminas de G-O y moléculas menores adheridas a ellas, debris [7]. Por último, se ha realizado la reducción de G-O mediante tratamientos basados en choques térmicos (a distintas temperaturas [8], en microondas [9] , y en presencia de disolventes [10]) o reactivos químicos (borohidruro de sodio [11], hidracina [12] y ácido hidriódico [13]). Mediante la producción por el método de Hummers-Offeman modificado se ha observado que partiendo de nanofibras de carbono se obtiene un mayor rendimiento de cristales de G-O monocapa que partiendo de grafito. Se da una mayor dificultad de incorporación de grupos oxigenados en el plano basal de las capas de grafito, es decir, es más efectiva la penetración de los reactivos en las nanofibras de carbono. Por otro lado, se ha demostrado la existencia de láminas de G-O y debris como estructura compleja, y que la formación de debris es mayor en el G-O procedente de nanofibras de carbono que en el procedente de grafito. En cuanto a los métodos de producción, el método de Hummers-Offeman, modificado u original, ha resultado ser el más efectivo en la formación de cristales de G-O de pocas capas. Se ha observado que el uso de NaNO3 en dicho método facilita la separación de capas y evita el posterior reapilamiento tras una exfoliación térmica, especialmente cuando se parte de grafito. Asimismo, este reactivo favorece la rotura de capas grafíticas y la penetración del KMnO4, dando lugar a una mayor formación de debris. Por último, se ha comprobado que los debris enmascaran la interpretación de los resultados de la reducción de G-O, pues durante los tratamientos térmicos o químicos, además de disminuir el contenido de oxígeno, se produce una eliminación de debris.

Visando o desenvolvimento de materiais biodegradáveis para embalagens, blendas de amido/quitosana estruturadas com nanopartículas de montmorilonita (MMT) ou nanofibras de bambu (NFBs) em concentrações de (0,0; 0,5 e 1,0) g de NPs/100 g de polímero foram obtidas pelas técnicas de casting e extrusão. Os bionanocompósitos obtidos das duas técnicas foram caracterizados, bem como foi avaliada a influência da dispersão das nanopartículas sobre as principais propriedades físico-químicas dos bionanocompósitos. Para os filmes produzidos de blendas de amido/quitosana por casting, foram avaliadas as proporções de (5/0; 3,75/0,25; 2,5/2,5; 1,25/0,75 e 0/1) g/100 g base polímero, e a adição dos reforçadores na solução filmogênica. Observou-se uma dispersão assim como uma intercalação satisfatória da MMT nos bionanocompósitos, confirmadas pelas mudanças da cristalinidade devido ao deslocamento do pico característico de 7,2 º para 5,2 º; e os filmes estruturados com NFBs apresentaram variações nas frequências vibracionais dos arranjos moleculares indicando a formação de ligações fortes entre as blendas e os reforçadores. A partir da extrusão da mistura de homo pellets e pellets masterbatch, das blendas de amido/quitosana nas proporções de (100/0; 75/25 e 50/50) g/100 g, foram obtidos compósitos em processo contínuo os quais exibiram propriedades qualitativas satisfatórias assim como mudanças de cristalinidade e interações moleculares. Em relação às propriedades mecânicas, os bionanocompósitos apresentaram um aumento da resposta à tensão assim como da elongação e módulo de elasticidade em relação às concentrações dos reforçadores em cada umas blendas avaliadas. Por outro lado, tanto a formação das blendas como as interações dos reforçadores modificaram significativamente a rede tridimensional dos filmes em relação à taxa de transferência de vapor de água, obtendo-se valores de (155 e 139) g m-2 d-1 para os compósitos obtidos da blenda amido/quitosana 100/0 estruturados com (0,5 e 1,0) g MMT/100 g, respectivamente. Os valores de PVA obtidos são inferiores aos reportados por produtos comerciais como o (PBS) Bionolle™ (330 g m-2 d-1) e (PBAT) Ecoflex® (272 g m-2 d-1). Neste trabalho foi possível desenvolver um material promissor com características diferenciadas e alta aplicabilidade no setor de embalagens biodegradáveis para uso industrial. / Aiming at the development of biodegradable packaging materials, starch/chitosan blends structured with montmorillonite nanoparticles (MMT) or bamboo nanofibers (NFBs) at concentrations of (0.0,0.5 and 1.0) g NPs/100 g of polymer were obtained by the casting and extrusion techniques. The obtained bio-nanocomposites were characterized, as well as, how the dispersion of nanoparticles influenced the main physicochemical properties of the films. For the films from starch/chitosan blends produced by the casting method, the proportions of (5/0, 3.75/0.25, 2.5/2.5, 1.25/0.75 and 0/1) g/100 g based on polymer, were tested and the introducing of the reinforcers into filmogenic solution were evaluated. Satisfactory dispersion and exfoliation of MMT in bio-nanocomposites were confirmed by changes of crystallinity due to displacement of the characteristic peak from 7.2 ° to 5.2 °. In the same way, films structured with NFBs showed variations of the vibrational frequencies of the molecular arrangements indicating strong bonds between the polymer blends and the reinforcers. By the extrusion from the mixture of homo pellets and masterbatch pellets, from starch/chitosan blends at proportions of (100/0, 75/25 and 50/50) g/100 g, the obtained films have exhibited changes of the crystallinity and the molecular interactions. In relation to mechanical properties, the films presented increase of the tension response as well as the elongation and modulus of elasticity in relation to the reinforcer concentration in each evaluated blend. On the other hand, the formation of polymer blends and the interactions of reinforcers with the matrix changed significantly the three-dimensional network and consequently the water vapor transmission (WVT). Films produced from starch/chitosan 100/0, nanostructured with (0.5 and 1.0) g MMT/100 g, exhibited lower values of WVT 155 e 139) gm-2 d -1, respectively, when compared to commercial products such as Bionolle ™ (PBS) 330 g m-2 d-1) and (PBAT) Ecoflex® (272 g m-2 d-1). In this work, it was possible to develop a promising material with desired characteristics in the biodegradable packaging sector with wide application in the industry.

A busca é cada vez maior por parte das indústrias para encontrar alternativas de uso para seus materiais de descarte. Considerando as vantagens da aplicação da poliamida 6,6 reciclada (PA66Rec), material de descarte da empresa Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda, o principal objetivo do trabalho foi a obtenção e caracterização de nanocompósitos a partir desse polímero sintético. Este material possui elevada temperatura de fusão e por esse e outros motivos, como o fato de possuírem mesma polaridade, as nanofibras de celulose (NFC) tornaram-se excelentes candidatas como reforço para essa matriz de poliamida 6,6. As poliamidas 6,6 são amplamente utilizadas na indústria automobilística, porém apesar desse grande interesse tecnológico nas mesmas, poucos estudos de compósitos poliméricos poliamida 6,6/celulose foram publicados. A fim de comparar os resultados obtidos foram preparados também nanocompósitos com matriz de poliamida obtida a partir de resina virgem (PA66) reforçados com NFC. Neste trabalho as NFC foram dispersas em ácido fórmico e a essa suspensão a matriz polimérica foi solubilizada. Foi considerado um branco desse pré-processamento, sem NFC, para comparação. As amostras foram então processadas por extrusão e moldagem por injeção. As propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram caracterizadas utilizando ensaio de tração, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de TG confirmaram a menor estabilidade térmica das amostras com NFC em relação as sem NFC. Os resultados de DSC das amostras obtidas com a PA66Rec indicaram que o pré-processamento e a adição de 1 e 2% em massa de NFC não modificaram significativamente as temperaturas de fusão e cristalização. O grau de cristalinidade da amostra com maior teor de NFC diminuiu, entretanto as imagens de MEV mostraram as NFC bem ancoradas na matriz e os resultados de ensaio mecânico revelaram que a adição de 1 e 2% de NFC levou a um aumento de 10% do módulo elástico, em média. Para as amostras obtidas com a PA66 a adição de NFC levou a um aumento do grau de cristalinidade de 16 para 23%, em média, justificando o aumento de 15% do módulo elástico encontrado no ensaio mecânico de tração. As imagens de MEV para todas as amostras revelaram a boa incorporação da NFC nas matrizes, bem como a boa dispersão das mesmas. Tanto o pré-processamento como a incorporação das NFC não prejudicou o módulo elástico e a resistência máxima à tração, podendo indicar uma alternativa de uso para poliamida 6,6 reciclada, dependendo da aplicação final do material. / The search by industry to find alternative uses for its materials disposal is increasing. Considering the advantages application of recycled polyamide 6,6 (PA66Rec), disposal material of Rhodia Polyamide and Specialities Ltd company, the main objective of the work was to obtain and characterize nanocomposites from this synthetic polymer. This material has a high melting temperature and for this and other reasons, like the fact that they have the same polarity, the cellulose nanofibers (CNF) have become excellent candidates as reinforcement to the matrix polyamide 6,6. The polyamides 6,6 are widely used in the automotive industry, but despite this great technological interest in them, few studies of polymer composite polyamide 6,6/cellulose were published. In order to compare the results obtained nanocomposites were also prepared with polyamide matrix obtained from virgin resin (PA66) reinforced with NFC. In this work the CNF were dispersed in formic acid and the polymer matrix was solubilized in this suspension. It was considered a control sample without CNF for this preprocessing for comparison. Then, the samples were processed by extrusion and injection molding. The mechanical, thermal and morphological properties were characterized using tensile test, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). The TG results confirmed the lower thermal stability of the samples with CNF compared with those without CNF. The DSC results obtained from the PA66Rec samples indicated that preprocessing and the addition of 1 and 2% mass fraction of CNF not significantly changes in melt and crystallization temperatures. The degree of crystallinity of the sample with a higher content of NFC decreased, however the SEM images showed the CNF well anchored in the matrix and the results of mechanical test showed that the addition of 1 and 2% NFC led to a 10% increase in the elastic modulus. For the samples obtained with PA66 the addition of CNF led to an increase in the degree of crystallinity of 16 to 23%, on average, justifying the 15% increase in the elastic modulus found in mechanical tests. The SEM images for all the samples showed good incorporation in the matrix of CNF and the good dispersion thereof. Any preprocessing such as the incorporation of NFC did not impair the elastic modulus and maximum tensile strength, and may indicate an alternative use for recycled polyamide 6,6, depending on the final application of the material.

A alveolite seca é uma das complicações pós-operatórias mais comuns e sintomáticas na exodontia, porém, até o momento não possui um protocolo de tratamento definido. A oxitetraciclina (OTC) é um antibiótico de amplo espectro utilizado no tratamento de múltiplas infecções. Entretanto, nos últimos anos as tetraciclinas de primeira geração, tais como a OTC, têm sido evitadas devido ao surgimento de microrganismos resistentes. Afortunadamente, nos últimos anos tem se observado uma tendência contrária graças às medidas de controle no uso de antibióticos. Sistemas de liberação controlada podem evitar o desenvolvimento de resistência bacteriana e diminuir o risco de efeitos adversos. Este estudo teve como objetivo preparar uma nanofibra polimérica de policaprolactona e oxitetraciclina (PCL/OTC), e ainda avaliar suas propriedades físicas e biológicas in vitro e in vivo, visando seu futuro uso no tratamento da alveolite seca. As nanofibras poliméricas carregadas com OTC foram preparadas pelo sistema de eletrofiação, caracterizadas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e avaliadas sobre seu perfil de liberação do fármaco. A atividade antibacteriana da nanofibra sobre um biofilme misto de Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermédia, Fusobacterium nucleatum, Eikenella corrodens, Streptococcus sanguis e Aggregatibacter actinomycetemcomitans foi analisada mediante a contagem das unidades formadoras de colônias viáveis após os tempos de contato de 1, 4, 24, 30 e 48 h. O processo de reparo alveolar induzido pela nanofibra PCL/OTC foi avaliado de forma histomorfológica e histomorfométrica após o tratamento da alveolite seca em molares de ratos, e comparado ao tratamento com nanofibras de PCL pura e Alvogyl®, 7, 14 e 21 dias após a exodontia. Finalmente, foi realizada a identificação e contagem de osteoclastos através da marcação da fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP), nos mesmos tempos de avaliação. As nanofibras PCL/OTC apresentaram orientação randômica em camadas e morfologia multiforme. O perfil de liberação do sistema apresentou um efeito de explosão nas primeiras 8 horas, seguido por um período de liberação lenta e prolongada da OTC. A nanofibra PCL/OTC (132 ?g de OTC/mL) reduziu mais de 50% das colônias do biofilme nas primeiras horas de liberação, seguido por um período de manutenção em que a porcentagem de colônias bacterianas permaneceu baixa. O grupo tratado com PCL/OTC apresentou a maior porcentagem de tecido conjuntivo no 7º dia (p<0,05) e maior porcentagem de osso neoformado no 14º e 21º dias após a exodontia (p<0,05), em comparação aos outros grupos. O tratamento de alveolite seca com a fibra PCL/OTC permitiu a regeneração tecidual do alvéolo quase em sua totalidade até o 21º dia, sendo que a cronologia de regeneração tecidual com este material foi mais rápida do que com a fibra de PCL pura, e esta última mais rápida que do que o controle positivo Alvogyl®. O grupo PCL/OTC apresentou uma quantidade menor (p<0,05) de osteoclastos por área em relação aos outros grupos nos três tempos experimentais. O perfil de liberação prolongando de OTC e as propriedades biológicas relevantes apresentadas pela nanofibra PCL/OTC, sugerem que esta poderia ser considerada uma alternativa para o tratamento da alveolite seca. / Dry socket is one of the most common and symptomatic postoperative complications in tooth extraction, however, to date, it does not have an established treatment protocol. Oxytetracycline (OTC) is a broad-spectrum antibiotic, employed in the treatment of multiple infections. Nevertheless, in the last few years, first-generation tetracyclines such as OTC, have been avoided due to the development of resistant microorganisms. Fortunately, in recent years there has been a contrary trend thanks to control measures in the use of antibiotics. Controlled release systems can prevent the development of bacterial resistance and decrease the risk of adverse effects. This study aimed to prepare a polymeric nanofiber of polycaprolactone and oxytetracycline (PCL/OTC), and to evaluate its physical and biological properties in vitro and in vivo, aiming its use in the treatment of dry socket at the future. The OTC-charged polymeric nanofibers were prepared by electrospinning, and characterized by scanning electron microscopy (SEM) and drug release profile evaluation. The antibacterial activity of the nanofiber over a mixed biofilm containing Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum, Eikenella corrodens, Streptococcus sanguis, and Aggregatibacter actinomycetemcomitans was analyzed by counting the viable colony-forming units after 1, 4, 24, 30 and 48 h of contact. The alveolar repair process induced by the PCL/OTC nanofiber was evaluated histomorphologically and histomorphometrically after the treatment of dry socket in rat molars, and compared to the treatment with plain PCL nanofibers and AlvogylTM, 7, 14 and 21 days after extraction. Finally, the identification and counting of osteoclasts were performed through the tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) staining, at the same evaluation time points. PCL/OTC nanofibers presented random orientation in layers and multiform morphology. The release profile of the PCL/OTC system showed a burst effect within the first 8 hours, followed by a prolonged slow release period. The PCL/OTC nanofiber at a concentration of 132 ?g OTC/mL reduced more than 50% of the biofilm colonies in the first few hours of release, followed by a maintenance period in which the percentage of bacterial colonies remained low. The PCL/OTC group presented the highest percentage of connective tissue on the 7th day (p<0.05), and of newly formed bone on the 14th and 21st days (p<0.05) after dental extraction, compared to the other groups. The treatment of dry socket with the PCL/OTC fiber allowed almost complete tissue regeneration up to the 21st day, and the chronology of tissue regeneration with this material was faster than with the plain PCL fiber, and the latter was more rapid than the positive control AlvogylTM. The PCL/OTC group presented a lower amount (p<0.05) of osteoclasts per area than the other two groups in the three experimental periods. The prolonged release profile of OTC and the relevant biological properties presented by the PCL/OTC nanofibers suggest that these may be considered as an alternative treatment of dry socket.

Nanofibras poliméricas obtidas por eletrofiação possuem alta relação superfície-volume, e podem ser recobertas com nanomateriais que interajam com os grupos funcionais dos polímeros. Neste trabalho, nanofibras de poliamida 6/polialilamina hidroclorada (PA6/PAH) com diâmetro da ordem de 100 nm e sem defeitos foram recobertas com nanotubos de carbono (CNTs) e nanopartículas de ouro (AuNps) para produzir sensores e biossensores. A versatilidade da plataforma com as nanofibras foi demonstrada com três aplicações distintas. A adsorção de CNTs sobre as nanofibras permitiu a detecção do neurotransmissor dopamina com medidas de voltametria de pulso diferencial com sensibilidade na faixa de 1 a 70 &mu;mol.L-1 e limite de detecção de 0,15 &mu;mol.L-1, sem interferência do ácido úrico e ácido ascórbico. Nos imunossensores para detectar o antígeno CA 19-9, biomarcador para câncer de pâncreas, as nanofibras de PA6/PAH recobertas com CNTs ou AuNPs receberam camada adicional do anticorpo anti-CA 19-9. Usando medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica, esses imunossensores puderam detectar CA 19-9 em tampão e em soro de sangue de pacientes de câncer com diferentes probabilidades de desenvolver câncer de pâncreas. A seletividade dos imunossensores também foi testada com possíveis interferentes no sangue. Na terceira aplicação, obteve-se sinergia com a codeposição de CNTs e AuNPs sobre as nanofibras para a formação de um biossensor contendo uma camada da enzima tirosinase. Imagens de microscopia eletrônica mostraram uma estrutura 3D interconectada, formada pelas nanofibras de PA6/PAH, AuNPS e CNTs. O biossensor foi usado para detectar bisfenol A com cronoamperometria na faixa de 0,05 a 1,1 &mu;mol.L-1 e limite de detecção de 8 nmol.L-1. Conclui-se que nanofibras poliméricas constituem excelente plataforma para sensores e biossensores pela possibilidade de incorporação de outros nanomateriais para aplicações específicas. / Electrospun polymer nanofibers have a high surface-volume ratio, and can be coated with nanomaterials that interact with the functional groups of the polymers. In this work, defect-free nanofibers of polyamide 6/polyallylamine hydrochloride (PA6/PAH) with a diameter of ca. 100 nm were coated with carbon nanotubes (CNTs) and gold nanoparticles (AuNps) to produce sensors and biosensors. The versatility of the platform with nanofibers has been demonstrated with three distinct applications. The adsorption of CNTs on the nanofibers allowed the detection of the neurotransmitter dopamine with differential pulse voltammetry measurements with sensitivity in the range of 1 to 70 &mu;mol.L-1 and detection limit of 0.15 &mu;mol.L-1, without interference of uric acid and ascorbic acid. In the immunosensors to detect CA 19-9 antigen, biomarker for pancreatic cancer, PA6/PAH nanofibers coated with CNTs or gold nanoparticles (AuNPs) received an additional layer of anti-CA 19-9 antibody. Using electrochemical impedance spectroscopy measurements, these immunosensors were able to detect CA 19-9 in buffer and in blood serum from cancer patients with different probabilities of developing pancreatic cancer. The selectivity of the immunosensors was also tested with possible interferents in the blood. In the third application, synergy was obtained with co-deposition of CNTs and AuNPs on the nanofibers for the formation of a biosensor containing a layer of the enzyme tyrosinase. Electron microscopy images showed an interconnected 3D structure, formed by PA6/PAH nanofibers, AuNPS and CNTs. The biosensor was used to detect bisphenol A with chronoamperometry in the range of 0.05 to 1.1 &mu;mol.L-1 and detection limit of 8 nmol.L-1. It is concluded that polymer nanofibers are an excellent platform for sensors and biosensors because of the possible incorporation of other nanomaterials for specific applications.

No presente trabalho, foram preparados painéis rígidos compostos de polpa celulósica e nanofibras de celulose (NFC), utilizando como materiais aglomerantes o poli (metacrilato de metila) (PMMA) e uma resina acrílica comercial, empregados em suspensões aquosas do material celulósico e emulsões dos polímeros aglomerantes. Foi desenvolvido um novo método para a preparação dos materiais compósitos baseados em um processo de co-precipitação, onde o reforço de fibras de celulose e o polímero em emulsão são coagulados e isolados da fase aquosa. Foram investigadas misturas de resina/fibra contendo 25%, 50% e 75% de fibras em massa. O grande desafio encontrado foi a obtenção de dispersões homogêneas das fibras nas matrizes acrílicas, uma vez que a natureza hidrofílica da celulose em relação a natureza hidrofóbica das matrizes geralmente leva a separação entre os componentes e a formação de materiais heterogêneos. O processo estudado neste trabalho, conduziu à formação de placas espessas e homogêneas que foram moldadas por prensagem à quente. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), ensaio dinâmico mecânico (DMA), ensaio de tração, absorção de água e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias obtidas por MEV mostraram uma boa dispersão e adesão interfacial das NFC com os materiais acrílicos. Os ensaios de DMA e ensaios de tração evidenciaram o efeito de reforço superior NFC em relação a polpa celulósica. O comportamento dos compósitos obtidos com as NFC foi muito superior do que comportamento dos painéis obtidos com a polpa de celulose. O método desenvolvido para a produção de placas de polímeros acrílicos com altos teores de fibras de celulose se mostrou eficaz, sendo demonstrado o potencial das NFC como material de reforço. / In this work, there were prepared rigid panels of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and a commercial acrylic resin reinforced with wood pulp and cellulose nanofibers (NFC). Wood pulp and cellulose nanofibers were used from its aqueous suspensions and the thermoplastic polymers used as emulsions. A new method for the preparation of composite materials based on a co-precipitation in which the reinforcement fibers of cellulose and polymer emulsion were coagulated and isolated from the aqueous phase has been developed. Thus, mixtures of resin/fiber containing 25%, 50% and 75% by weight fibers have been investigated. The challenge found to obtain homogenous dispersion of fibers in an acrylic resin matrix, since the hydrophilic nature of the cellulose compared to hydrophobic nature of matrices usually leads to separation of the components and the formation of heterogeneous materials. The process studied in this work led to the formation of thick and homogeneous composites in which were molded by hot pressing. The materials was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) thermogravimetric analysis (TGA), dynamical mechanical analysis (DMA), tensile testing, water absorption and scanning electron microscopy (SEM). The SEM micrographs showed good dispersion and interfacial adhesion of NFC with acrylic materials. DMA tests and tensile tests showed higher reinforcing effect NFC in relation to pulp. The method developed for the production of acrylic polymers panels with high cellulose fibers content is effective, being demonstrated the potential of NFC as reinforcing material. The behavior of the panels obtained with NFC was very behavior of the composites obtained from the wood pulp cellulose.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-07-27T14:12:30Z No. of bitstreams: 1 DIS_CRISTINA_LORENSKI_FERREIRA_COMPLETO.pdf: 3410093 bytes, checksum: 23798c7a6d0f4dcae08a1e2a111ebd1b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T14:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_CRISTINA_LORENSKI_FERREIRA_COMPLETO.pdf: 3410093 bytes, checksum: 23798c7a6d0f4dcae08a1e2a111ebd1b (MD5) Previous issue date: 2017-03-27 / Peripheral nerve injury continues to be an important research topic in the scientific community as it may cause lifelong disability. Biocompatible polymers are materials potentially capable of aiding the regeneration of peripheral nerves being used for the production of biocompatible tubes. The aim of this work is to prepare and characterize polymeric nanocomposites based on polycaprolactone (PCL), poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and polypyrrole nanofibers (PPy) capable of acting as a guidewire in the regeneration of peripheral nerves. PPy was synthesized by oxidative chemical polymerization with p-toluenesulphonic acid monohydrate (PTSA) as a doping agent. PCL:PLGA blends films and PCL:PLGA:PPy nanofibers nanocomposites films were prepared by the solvent casting method, in the ratio of PCL:PLGA 100:0, 90:10, 80:20 and 70:30 (m/m); to the films with nanoload were added 10% PPy. In order to characterize the films, the following techniques were used: SEM, DSC, TGA, determination of electric conductivity and contact angle, citotoxicity test and hydrolytic degradation test, in vitro, based on ASTM F1635-11 standards. The PPy nanofibers presented electrical conductivity equal to 2.0.10-1 S.cm-1. The presence of PLGA and PPy did not change, meaningfully, the thermal properties of the films. However, in the degradation process, there was a tendency to a greater loss of mass for the blends with higher percentage of PLGA when submitted to longer incubation periods (150 days); when PPy was added to these blends, mass loss occurred in shorter periods (90 days). The nanocomposites films showed nontoxic and porous morphology surface, with hydrophilic intermediary character, good thermal stability and adequate degradation time for potential use in the treatment of injury in peripheral nerves. / Les?o de nervos perif?ricos continua sendo um importante tema de pesquisas no meio cient?fico, podendo causar defici?ncia no paciente por toda a vida. Pol?meros biocompat?veis s?o materiais potencialmente capazes de auxiliarem a regenera??o de nervos perif?ricos sendo utilizados para a produ??o de tubos biocompat?veis. O objetivo deste trabalho ? preparar e caracterizar nanocomp?sitos polim?ricos baseados em policaprolactona (PCL), poli(?cido l?ctico-co-glic?lico) (PLGA) e nanofibras de polipirrol (PPy) capazes de atuarem como conduto guia na regenera??o de nervos perif?ricos. PPy foi sintetizado via polimeriza??o qu?mica oxidativa com ?cido p-toluenosulf?nico monohidratado (APTS) como agente dopante. Foram preparados filmes de blendas PCL:PLGA e de nanocomp?sitos PCL:PLGA:nanofibras de PPy pelo m?todo de evapora??o de solvente, nas raz?es de PCL:PLGA 100:0, 90:10, 80:20 e 70:30 (m/m); aos filmes com a nanocarga, foram adicionados 10% de PPy. Para caracteriz?-los, foram utilizadas as t?cnicas: MEV, DSC, TGA, determina??o da condutividade el?trica e do ?ngulo de contato, teste de citotoxicidade e de degrada??o hidrol?tica, in vitro, com base na norma ASTM F1635-11. As nanofibras de PPy apresentaram condutividade el?trica igual a 2,0.10-1 S.cm-1. A presen?a de PLGA e de PPy n?o modificou, significativamente, as propriedades t?rmicas dos filmes. Por?m, no processo de degrada??o, houve uma tend?ncia ? maior perda de massa para as blendas com maior percentual de PLGA quando submetidas a maiores tempos de incuba??o (150 dias); ao adicionar PPy ?s blendas, a perda de massa ocorreu em menores tempos (90 dias). Os filmes dos nanocomp?sitos apresentaram superf?cie at?xica e de morfologia porosa, com car?ter hidrof?lico intermedi?rio, boa estabilidade t?rmica e tempo de degrada??o adequado para o potencial uso no tratamento de les?es em nervos perif?ricos.

O presente trabalho tem como objetivo principal a eletrofiação de nanofibras poliméricas de poliacrilonitrila (PAN) e polifluoreto de vinilideno (PVDF), incorporadas com negro de fumo (NF) e ftalocianina de cobre (CuPc), visando aplicações em dispositivos sensores. Inicialmente foram preparadas soluções de PAN puro a 6 % em peso e PVDF puro a 20% em peso e foram misturadas a essas soluções partículas de negro de fumo e ftalocianina de cobre, obtendo soluções de PAN/NF, PVDF/NF, PAN/CuPc e PVDF/CuPc. Foi determinada a viscosidade absoluta das soluções. Realizou-se a eletrofiação para obtenção de nanofibras que foram caracterizadas segundo o diâmetro e morfologia, usando microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Para avaliar as interações polímero-polímero, polímero-partícula foram analisadas por espectroscopia FITR e Raman. Com as fibras de PAN/NF foi analisada a resistência e condutância elétrica das membranas usando um picoamperímetro digital, visando aplicação como filtro eletrostático. Foi construído canal na lâmina de silício usando um feixe de laser visando a deposição de fibras dentro do canal usando a técnica de focagem eletrodinâmica com tensão aplicada em máscaras de cobre. Foi usada a técnica da microbalança de cristal de quartzo para determinar a variação de massa adsorvida por membranas de PAN/CuPc e PVDF/CuPc por meio da medida da variação de frequência usando um frequencímetro digital, onde se observou que essas membranas são promissoras para atuar como sensores de vapor de amônia. / The main objective of this work is the incorporation of different particles in order to electrospun polymeric nanofibers of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVDF), aiming at applications in sensor devices. Initially, solutions of PAN pure 6 wt% and PVDF pure 20 wt% were prepared and these solutions were mixed with carbon black (NF) particles and copper phthalocyanine (CuPc), obtaining solutions of PAN/NF, PVDF/NF, PAN/CuPc and PVDF/CuPc. The absolute viscosity of the solutions was determined. The electrospinning was performed to obtain nanofibers that were characterized according to the diameter and morphology, using optical microscope and scanning electron microscopy. To evaluate the polymer-polymer and polymer-particle interactions, FITR and Raman spectroscopy were performed. The resistance and conductance of the membranes electrospun from PAN/NF solution were analyzed using a digital picoammeter, and an increase in the resistance was measured. This result shows that the membrane is suitable to be applied as electrostatic filter. A channel was constructed on the silicon wafer using a laser beam for the deposition of fibers inside the channel using the electrodynamic focusing technique. The quartz crystal microbalance technique was used to determine the applicability of the membranes as sensor layer. The results of PAN/CuPc and PVDF/CuPc membranes suggests that these membranes are promising to act such as ammonia vapor sensors.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raysa Frankievicz.pdf: 2669303 bytes, checksum: 9e7cf92368c675d33a730546ebb1fccc (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / Due to environments problems caused by synthetic plastic, there is currently a search for replacing these materials with biodegradable materials. The study related to composites and nanocomposites formed from biodegradable materials and synthetic matrices has increased last years, and it has shown that these materials are very promising respect to biodegradation processes, besides presenting better properties than their pure components. In this work, it has been emphasized the production of nanofibers bacterial cellulose composite in a polypropylene matrix. The production of nanofibers from bacterial cellulose (BC) has been made in colloid mill. The material has been processed in a twin screw extruder in proportions of 1 %, 3% and 5% (w/w) of bacterial cellulose and coupling agent has been used as graphitized PP with maleic anhydride. The samples have been characterized by thermogravimetric analysis (TGA), x-ray diffraction (XRD), rheological characterization, infrared spectroscopy (FTIR), colorimetry, scanning electron microscopy (SEM), and tensile strength and impact. The TGA results have shown a single stage of mass loss for all samples, and thermal stability increase with filler concentration increase, which can be associated with the fiber-matrix interactions. In the XRD results, the PP has showed only the α phase remaining in the samples containing CB. In the rheological analysis, the complex viscosity has been maintained for samples containing 1% and 3% CB and pure PP, decreasing only for the 5% CB. In additional, It has been observed an enlargement of the molar mass distribution through a tendency reduction in the intersection point of G' and G". In the tensile strength, the elastic modulus has not undergone significant changes, the yield stress has decreased according to the load increasing, however it there have been significant changes with the load concentration increment. The impact strength has decreased for all samples with CB compared to pure PP. The microscopy has showed a good adhesion between fiber and matrix with bacterial cellulose clusters formation. By colorimetry process, it has been found caramelization of bacterial cellulose during the process of extrusion and injection, which causes browning of the samples. / Devido aos problemas ambientes causados pelos plásticos sintéticos, existe atualmente uma busca pela substituição desses materiais por materiais biodegradáveis. O estudo em relação a compósitos e nanocompósitos formados por materiais biodegradáveis e matrizes sintéticas vem crescendo nos últimos anos. Tem-se demostrado que esses materiais são muito promissores em relação aos processos de biodegradação, além de apresentarem propriedades melhores do que seus componentes puros. Neste trabalho foi visada a produção de um compósito com celulose bacteriana nanofibrilada em uma matriz de polipropileno. A produção das nanofibras de celulose bacteriana (CB) foi realizada em moinho coloidal. O material foi processado em extrusora dupla rosca nas proporções de 1%, 3% e 5% (p/p) de celulose bacteriana e como agente compatibilizante foi utilizado PP grafitizado com anidrido maleico. As amostras foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TGA), difratometria de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise reológica, resistência a tração e impacto, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e colorimetria. Os resultados de TGA demostraram um único estágio de perda de massa para todas as amostras, e um aumento da estabilidade térmica conforme aumenta a concentração de carga, que pode estar associado com as interações fibra-matriz. Nos resultados de raio-x o PP apresentou apenas a fase α, mantendo-se para as amostras contendo CB. Nas análises reológicas, a viscosidade complexa manteve-se para as amostras de 1% e 3% de CB e para o PP puro, diminuindo apenas para a amostra com 5% de CB. Também observou-se um alargamento da distribuição da massa molar através de uma tendência na redução do ponto de cruzamento de G’ e G”. Na resistência à tração, o módulo elástico não sofreu alterações significativas, a tensão de escoamento reduziu com a inserção de carga, porém, não houve variação significativas com o aumento da concentração da carga. A resistência ao impacto reduziu para todas as amostras contendo celulose bacteriana em relação ao PP puro. A microscopia revelou uma boa adesão entre a fibra e a matriz com a formação de aglomerados de celulose bacteriana. Através da colorimetria verificou-se o processo de caramelização da celulose bacteriana durante o processo de extrusão e injeção, o que provoca o escurecimento das amostras.

Orientador: Everaldo Carlos Venâncio. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2011.