Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Actualmente se requiere el desarrollo de nuevas terapias para reparar tejido óseo. La ingeniería de tejidos es una disciplina que combina un (andamio) o matriz polimérica, células y señales bioactivas para lograr regenerar un tejido. Los bionanocompósitos son materiales compuestos por partículas biocerámicas nanométricas incorporadas a un andamio polimérico, que combina las propiedades de sorporte del andamio con la capacidad osteoconductiva de las nanobiocerámicas. En este trabajo se presenta la preparación de andamios bionanocompósitos a base de una matriz biocompatible de quitosano y gelatina con nanopartículas incorporadas de hidroxiapatita (nHA), de vidrio bioactivo (nBG), vidrio bioactivo mesoporoso (MBG) y nanoesferas de vidrio bioactivo nanomesoporoso (n-MBG). Se evaluaron las propiedades estructurales, físicas, químicas y la capacidad bioactiva para la formación de apatita de los bionanocompósitos para su potencial aplicación en ingeniería de tejidos (óseo). Objetivos: Preparar andamios bionanocompósitos a base de quitosano/gelatina y nanopartículas biocerámicas y evaluar su bioactividad in vitro. Materiales y Métodos: Se sintetizaron biocerámicas de HA y BG (nHA, MBG, nBG y n-MBG) utilizando la técnica Sol-Gel. Se prepararon bionanocompósitos con un contenido de 5% y 25% de partícula. Los materiales fueron caracterizados mediante difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia infrarrojo (FTIR-ATR) y microscopía electrónica de barrido equipada con microanálisis elemental de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDX). Se evaluó su tasa de degradación in vitro y sus propiedades mecánicas en modo compresión. La bioactividad de los bionanocompósitos fue evaluada mediante la capacidad de los bionanocompósitos de inducir apatita tipo ósea en suero fisiológico simulado (SBF). La formación de apatita fue analizada con DRX, FTIR-ATR y SEM. La citocompatibilidad celular fue evaluada preliminarmente mediante el test Alamar Blue utilizando células tipo fibroblastos. Resultados y discusión: Los bionanocompósitos presentaron diferente porosidad de acuerdo al tipo de nanopartícula y apropiado para conducir la formación de nuevo tejido, destacándose aquellos con nBG por su porosidad más homogénea e interconectada. Las propiedades mecánicas y tasa de degradación in vitro de los biopolímeros no fueron alteradas con la incorporación de nanopartículas biocerámicas. Los ensayos en SBF demostraron que bionanocompósitos nBG y nMBG tienen mejores propiedades bioactivas y el mayor contenido de partícula promueve una mayor y más rápida formación de apatita tipo ósea in vitro. Adicionalmente, los bionanocompósitos de nBG no alteraron la citocompatibilidad. Conclusión: Los materiales bionanocompósitos optimizados presentan adecuadas propiedades bioactivas y estructurales para el estudio de terapias de regeneración ósea, basadas en ingeniería de tejidos. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 1130342

Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: Deuber Lincon da Silva Agostini / Banca: Frank Nelson Crespilho / Banca: Ivan Helmuth Bechtold / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Esta tese apresenta um novo conceito de dispositivo microfluídico flexível, utilizando a borracha natural como material alternativo, de baixo custo, flexível e elástico, para a preparação de plataformas lab-on-a-chip. A preparação do dispositivo é realizada com a dispersão do látex sobre o molde. Este é construído em placas de acrílico (PMMA - Poli-metilmetacrilato) contendo a configuração do dispositivo. O látex deve recobrir toda a estrutura, utilizando o método casting. Posteriormente, o molde contendo látex é submetido a tratamento térmico para a formação das membranas de borracha natural. As membranas retiradas do molde replicam a configuração do dispositivo em sua superfície. Filmes de policloreto de vinil (PVC) são utilizados como recobrimento interno a fim de evitar a absorção de água e a liberação de composição proteica das membranas de borracha natural. Os dispositivos flexíveis de borracha natural foram implementados como sensores óptico e eletroquímicos, utilizando fibras de carbono flexíveis como eletrodos internos. Torna-se importante ressaltar que as membranas de borracha natural são transparentes (quando consideradas a região vísivel do espectro eletromagnético), bem como biocompatíveis, possibilitando a combinação de propriedades mecânicas, ópticas e biológicas num único dispositivo. Por meio das análises eletroquímicas, demonstrou-se que possuem boa estabilidade e resistência quando submetidos a testes prolongados, mantendo a característica da curva de potencial, bem como o curto intervalo de tempo necessário para atingir a corrente estacionária durante os processos eletroquímicos. Em segunda instância, utilizaram-se os microdispositivos de borracha natural como microreatores para a síntese de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) decoradas com nanopartículas de ouro (FeO4-AuNPs). A síntese de partículas decoradas (Fe3O4-AuNPs) mostrou-se efetiva, obtendo relativo grau... / Abstract: This thesis reports a new concept of flexible microfluidic device, using natural rubber as alternative material, flexible and stretchable, for based-plataforms of lab-on-a-chip-devices. The device preparation is carried out dropping the latex over the mold, supported on acrylic dishes, containing the configuration of the device. The latex should cover the entire structure by casting method and, subsequentely subjecting it to thermal treatment to form the natural rubber membranes. The membranes demolded should replicate the configuration of the device on its surface. Poly(vinyl chloride) (PVC) films are implement as covering layer on internal surface, avoiding thw water absorption e protein compounds leaching from natural rubber membranes. The flexible devices of natural rubber were implemented as optical and electrochemical sensors, using flexible carbon fibers as electrodes internal electrodes. Becomes important emphasize, that the natural rubber membranes are transparent when considering the visible region in the electromagnetic sprectrum as well as it is biocompatible, allowing the combination of mechanical, optical and biological properties in a single device. Rely on electrochemical analysis devices demonstrate good stability and resistance for long term stability maintaining the characteristic curve of potential as well as a short interval of time necessary to reach the stationary current for each electrochemical process. In a second instance, we used the natural rubber-based microfluidic as microreactor for the synthesis of magnetic nanoparticles (Fe3O4) decorated with gold nanoparticles (Fe3O4-AuNPs). The synthesis of decorated nanoparticles (Fe3O4-AuNPs) shows effectiveness in order to obtain high degree of homogeneity on gold nanoparticles distribution over the surface of magnetite particles, reaching averages sizes of 6.3 nm / Doutor

Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Dayse Iara dos Santos / Banca: Joelma Perez / Resumo: No presente trabalho foram estudadas as reações de oxidação do glicerol, em meio alcalino (KOH), sobre a superfície dos materiais Au/C, AuSn/C e Au2Bi/C, sintetizados por microemulsão, e AuSn/C e Au2Bi/C, sintetizados por redução por poliol. A caracterização física dos materiais foi realizada por DRX e EDX. Pelos difratogramas obtidos, foi verificado que, através do método da microemulsão, ligas AuSn/C e Au2Bi/C foram formadas, e que pelo método de redução por poliol ocorreu formação de cluster, constituído por Au e Sn, e de um material formado pela liga Au2Bi/C e por Bi. A liga AuSn/C não apresentoyu variação significativa na composição atômica obtida por EDX em relação a razão atômica nominal, indicando que o método de microemulsão foi eficiente na preparação desse material. Já o cluster, apesar de ter tido reprodutividade nos diferentes pontos analisados, não apresentou a composição atômica esperada. Em relação aos materiais formados por Bi, estes não mostraram coerência nos resultados obtidos por EDX. A caracterização eletroquímica da superfície foi realizada por voltametria cíclica. O desempenho eletroquímico dos materiais frente ao processo eletro-oxidação do glicerol foi avaliado tanto por voltametria como por cronoamperometria. Todos os materiais apresentaram desempenho eletroquímico, porém a liga AuSn/C foi a que apresentou os melhores resultados devido a um efeito eletrônico e um possível efeito bifuncional / Abstract: In the present work, we studied the oxidation reaction of glycerol, in alkaline medium (KOH), on the surface of Au/C, AuSn/C e Au2Bi/C materials, synthesized by microemulsion, and Au/Sn/C and Au2Bi/C, by reduction of polyol. The physical characterization of materials was performed by XRD and EDX. By diffractograms obtained it was found that, by the microemulsion method, AuSn/C and Au2Bi/C alloys have been formed, and by the polyol reduction method, occurred cluster formation consisting of Au and Sn, and a material formed by the Au2Bi/C alloy and Bi. The AuSn/C alloy showed no significant variation in the atomic composition obtained by EDX in relation to the nominal atomic ratio, indicating that the microemulsion method was effective in preparing this material. However, the cluster, despite having reproducibility from various points analyzed did not show the expected atomic composition. In relation to the materials formed by Bi, these showed no coherence in the results obtained by EDX. The electrochemical characterization of the surface was accomplished by cyclic voltammetry. The electrochemical performance of the material against glycerol electrooxidation was assessed both by voltammetry and by chronoamperometry. All materials presented electrochemical performance, but the AuSn/C showed the best results, probality due to an electronic effect, and a possible bifunctional effect / Mestre

A decomposição controlada do precursor organometálico [Ru(cod)(cot)] (cod = ŋ4-1,5 ciclooctadieno e cot = ŋ6-1,3,5 ciclooctatrieno) com hidrogênio molecular disperso em líquidos iônicos, derivados da associação de cátions 1-n-butil-3-metilimidazólio com ânions PF6-, BF4- e CF3SO3-, leva a formação de nanopartículas de rutênio. O diâmetro médio destas partículas determinado por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Difração de Raios X (DRX) foi de 1,9 – 2,4 e 2,7 nm, respectivamente. A análise por Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios X (XPS) mostra claramente uma contribuição importante da componente Ru-O indicando a formação de uma camada de passivação nas nanopartículas de rutênio, que desaparece após bombardeamento com Ar+. Estudos de Espalhamento de Raios X em Baixo Ângulo (SAXS) mostram a formação de uma camada semicristalina de líquido iônico em torno das nanopartículas. Na hidrogenação do 1-hexeno com nanopartículas de [Ru(0)]n.PF6 foi possível realizar de 8 e 9 reciclos nos líquidos iônicos BMI.PF6 e BMI.BF4, respectivamente. Na hidrogenação do benzeno pela ação de nanopartículas de rutênio verificou-se seletividade para cicloexeno de até 39% a baixas conversões. Uma série de constantes de velocidades relativas das reações competitivas de hidrogenação de compostos aromáticos monosubstituídos por grupos alquila foram correlacionadas com os parâmetros estéreos de Taft, obtendo-se valores satisfatórios para os coeficientes de correlação. Os resultados mostraram que a velocidade relativa de hidrogenação diminui com o aumento do substituinte alquila.

A referida Tese apresentará os principais trabalhos publicados durante o período de doutoramento, no que se refere à síntese de nanopartículas metálicas em líquidos iônicos a partir de precursores metálicos, bem como as evidências da interação do líquido iônico com as nanopartículas. Posteriormente serão abordadas as aplicações de complexos metálicos em líquidos iônicos em catálise homogênea, principalmente reações de hidroformilação e produção de hidrogênio a partir de ácido fórmico. / The present Thesis will show the main articles published during the PhD period referred to the synthesis of metal nanoparticles in ionic liquids from their correspondent metallic precursors as well as the evidences of the interaction between the ionic liquid and the metal NPs. Further, it will be present the applications of metal complexes dissolved in ionic liquids in homogeneus catalysis, focusing on hydroformylation reactions and hydrogen gas production from formic acid.

Neste trabalho, foram preparados compactos nanoestruturados de sílica com alta densidade, duros e com propriedades ópticas de interesse que são resultantes da presença das nanopartículas de ouro (AuNPs) dispersas na matriz de sílica. Estes compactos foram obtidos a partir da compactação a alta pressão 7,7 GPa, (aproximadamente 76.000 atm) de sílicas preparadas pelo método sol-gel e dopadas com AuNPs. A suspensão coloidal de nanopartículas de ouro usada para realizar a dopagem foi sintetizada pelo método de Turkevich, sendo usado o polímero PVP (polivinilpirrolidona) como agente estabilizante. Variou-se a quantidade de solução de AuNPs e o tipo de catalisador para a preparação das sílicas dopadas. Para estudar a influência da presença das AuNPs e os efeitos da alta pressão na microestrutura das sílicas dopadas, usaram-se técnicas de: a) adsorção-dessorção de nitrogênio para determinação da área específica, do volume e da distribuição de tamanho de poros; b) microscopia eletrônica de transmissão para se obter informações morfológicas do tamanho, forma e dispersão das nanopartículas na matriz de sílica; c) espectroscopia no UV-Vis para estudar as propriedades ópticas das sílicas antes e após a compactação, d) microdureza Vickers para estudar as propriedades físicas dos compactos, e e) picnometria para a determinação da densidade dos compactos. Os resultados de espectroscopia no UV-Vis mostraram que nos materiais obtidos mantiveram-se as propriedades ópticas das AuNPs antes e após a compactação. Os resultados das isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio mostraram que com a dopagem há um aumento da área específica dos xerogéis e que a compactação promove uma diminuição da área específica e fechamentos dos poros dos materiais. As imagens de MET das sílicas dopadas mostraram as nanopartículas de ouro em forma esférica e que o processamento em alta pressão promoveu um aumento significativo do tamanho dessas nanopartículas que pode ter sido causado por aglomeração. Os resultados das análises físicas dos compactos mostraram que foram obtidos compactos duros e densos. / In this work, were prepared nanostructured silica compacts with high density, hard and with important optical properties resulting from the presence of gold nanoparticles (AuNPs) dispersed in the silica matrix. These compacts were obtained by the compression, at high pressure 7.7 GPa (approximately 76.000 atm), of silica powders prepared by sol-gel method and doped with AuNPs. The colloidal suspension of gold nanoparticles used to perform the doping was synthesized by the method of Turkevich, being used the polymer PVP (polyvinylpyrrolidone) as a stabilizer. A varied amount of solution of AuNPs and two type of catalyst for the preparation of doped silica was used. To study the influence of the presence of AuNPs and the effects of high pressure on the microstructure of doped silica, the techniques used were: a) Nitrogen adsorption-desorption for the determination of specific area, volume and pore size distribution of b ) transmission electron microscopy to obtain morphological information of the size, shape and dispersion of nanoparticles in silica matrix, c) UV-Vis spectroscopy to study the optical properties of silica before and after compaction, d) Vickers microhardness to study the physical properties of the compacts, and e) pycnometry for determining the density of the compacts. The results of the UV-Vis spectroscopy showed that the materials obtained kept the optical properties of AuNPs before and after compaction. The results of nitrogen adsorption-desorption isotherms showed that the doping promoted an increase in the specific area of xerogels and that the compression promotes a decrease in the specific area and locks the pores of materials. The TEM images of the doped silica showed that gold nanoparticles presented spherical shape and the processing it high pressure promoted a significant increase in the size of these nanoparticles possibly caused by agglomeration. The results of physical analysis showed that the compacts were hard and dense.

SILVA FILHO, Pedro Martins da. Síntese de nanoparticulas de sílicas carregadas positivamente e estudo de adsorção de fármacos aniônicos. 2016. 77 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-01-13T21:11:19Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T12:49:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T12:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) Previous issue date: 2016 / For this work silica-based mesoporous nanomaterials were synthesized to be used in transportation and controlled released of drugs. It is divided in three stages, where the first concerns the study (I) of two different synthetic routes in literature and the development of a third one, and the subsequent choice of the most advantageous. (II) The study of different functionalizations with silylating agent 3-aminopropyltrethoxysilane (APTES), through graft and the reaction medium, and through co-condensation (II). Modification of the amino group obtained from the APTES, through a process of quatenization in order to produce a material with a positive surface charge that doesn't depend on the medium. The second part consists of the study of the adsorption of the material functionalized with primary and quaternary amine through the adsorption isotherms and kinetics. The third part concerns the studies of the release in aqueous and biologic media, as well as indications of possible usages of the material obtained. In this work were produced nanometric materials in size between 65 nm and 120 nm with positive superficial charge of + 22.1 mV and 25 mV. The material revealed high adsorption of the drug used in this study, which was composed of 700 mg g-1 for primary amine and 800 mg g -1 for quaternary amine. The release tests indicate that the material is active, with release of the active ingredient of the chosen drug, sodium nitroprusside. / No presente trabalho foram sintetizados nanomateriais mesoporosos à base de sílica visando aplicação em carreamento e liberação controlada de fármacos. Dividiu-se o trabalho em três etapas, sendo a primeira referente ao (I) estudo de duas diferentes rotas sintéticas presentes na literatura e a elaboração de uma terceira rota, com posterior escolha da mais vantajosa. (II) Estudo de diferentes funcionalizações com o agente sililante 3- aminopropiltrietoxisilano (APTES), via enxerto e o meio reacional, e via co-condesação. (III) Modificação do grupo amino proveniente do APTES, através de um processo de quaternização afim de obter um material com carga superficial positiva, que não dependa do meio. A segunda parte consiste no estudo de adsorção do material funcionalizada com amina primaria e quaternária através das isotermas de adsorção e da cinética de adsorção. A terceira parte consiste em estudos de liberação em meio aquoso e biológicos, assim com propostas para o uso do material. No Trabalho foram obtidos materiais nanometricos de tamanho entre 65 e 120 nm, com carga superficial positiva de + 22,1 mV e 25 mV. O material apresentou alta absorção para o fármaco em estudo, sendo de 710 mg g -1 para amina primaria e 800 mg g-1 para a amina quaternária. Os testes de liberação indicaram que o material apresenta-se ativo, com liberação do princípio ativo do fármaco escolhido, o nitroprussiato de sódio.

MACIEL, Antônio Auberson Martins. Avaliação da atividade sinérgica entre miconazol e nanopartículas de prata produzidas por síntese verde contra cepas de candida parapsilosis. 2016. 60 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-01-13T18:38:21Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_aammaciel.pdf: 2326328 bytes, checksum: d4a77411031e2026a32f9ae412e61e56 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T13:10:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_aammaciel.pdf: 2326328 bytes, checksum: d4a77411031e2026a32f9ae412e61e56 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T13:10:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_aammaciel.pdf: 2326328 bytes, checksum: d4a77411031e2026a32f9ae412e61e56 (MD5) Previous issue date: 2016 / The study of nanoparticles on biological activity of microorganisms is becoming more popular and important as there is the emergence of resistance as well as the ineffectiveness of some antimicrobials against these microorganisms. In particular, the silver nanoparticles gained expansion in the new field of nanomedicine through their development and incorporation into a range of products and technologies. Candidemia and candidiasis are among the most common infections and which have significant morbidity and mortality. The candidemia corresponds to bloodstream infection and candidiasis refers to infection with Candida yeasts in any body site. The objective of this study was to evaluate the in vitro activity of synergy silver nanoparticles (AgNP) with the antifungal azole class of imidazole, Miconazole, against strains of Candida parapsilosis. The green AgNP were synthesized via synthesis with varying the concentration of the stabilizer, sodium dodecyl sulfate (SDS), 0,5g; 0,25g and 0,1g. The AgNP were characterized by spectroscopy UV / visible, infrared Fourier transform spectroscopy, X-ray diffraction, light scattering and scanning electron microscopy with microanalysis. In assessing the synergistic activity were used 50 strains of Candida parapsilosis. The AgNP with 0,5g of SDS reached an average size of 77,58 nm and zeta potential of -49,2 while NPAg with 0,25 g of SDS reached an average size of 91,22 nm and zeta potential of -47,2. No stabilization AgNP with 0,1g SDS. The AgNP-G-SDS showed high antifungal activity when combined with Miconazole. / O estudo de nanopartículas com atividade biológica em microorganismos vem ganhando espaço devido ao aparecimento da resistência e ineficácia de alguns antimicrobianos. Em especial, as nanopartículas de prata (AgNPs) ganharam expansão no novo campo da nanomedicina através do seu desenvolvimento e incorporação em uma gama de produtos e tecnologias. Candidemia e candidíase estão entre as infecções mais comuns e que apresentam significante morbidade e mortalidade. A candidemia corresponde à infecção da corrente sanguínea e a candidíase refere-se à infecção por leveduras do gênero Candida em qualquer sítio corpóreo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade in vitro da sinergia de AgNPs com o antifúngico azólico da classe dos imidazólicos, Miconazol, contra cepas de Candida parapsilosis. As AgNPs foram sintetizadas via síntese verde com variação da concentração do estabilizante, Dodecil-Sulfato de Sódio (SDS) 0,5g; 0,25g e 0,1g. As AgNP foram caracterizadas por espectroscopia Ultravioleta/visível, Infravermelho com transformada de Fourier, Difração de raios-X, Espalhamento de luz e Microscopia eletrônica de varredura com a microanálise. Na avaliação da atividade sinérgica foram utilizadas 50 cepas de Candida parapsilosis. As AgNPs com 0,5g de SDS apresentaram tamanho médio de 77,58 nm e potencial zeta de -49,2 enquanto as AgNP com 0,25g de SDS apresentaram tamanho médio de 91,22 nm e potencial zeta de -47,2. Não houve estabilização de AgNP com 0,1g de SDS. As AgNP -G-SDS mostraram elevada atividade antifúngica quando associadas ao Miconazol.

SENA, N. J. C. Propriedades físico-químicas e antimicrobianas de uma resina ortodôntica modificada pela incorporação de nanopartículas de prata com fosfato de cálcio. 2017. 62 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-05-11T16:12:45Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_njcsena.pdf: 751712 bytes, checksum: 39a736917e0f539a148d28fb9fc18d33 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-05-11T16:12:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_njcsena.pdf: 751712 bytes, checksum: 39a736917e0f539a148d28fb9fc18d33 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-11T16:12:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_njcsena.pdf: 751712 bytes, checksum: 39a736917e0f539a148d28fb9fc18d33 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / The objective of this study is to assess physicochemical properties, enamel strength and antibacterial effect of an orthodontic resin (OR) incorporated with silver nanoparticles (AgNPs) with or without calcium phosphate (CaP). Methods: ORs were prepared with 0, 1 or 5wt% of AgNP and 0, 1 or 5wt% AgNP and CaP. Physicochemical properties were evaluated in terms of degree of conversion (DC), water sorption (WS) and solubility (SO), three point bending (flexural strength, FS and modulus, E) and surface roughness (Ra) and Knoop microhardness (KHN). Enamel adhesion was evaluated by shear bond strength test (SBS). Resin’s antimicrobial activity against Streptococcus mutans was measured by counting colony-forming units. The data was statistically analyzed by one-way ANOVA and Tukey’s test (p<0.05). Results showed that the DC, FS, KHN, SBS and antimicrobial tests showed no statistical difference between control and experimental groups. WS value decrease in OR 1wt% AgNP and SO value also decrease in OR 5wt% AgNP. FS achieve higher result in OR 5wt% AgNP. OR 1wt% and 5wt% AgNP and 5wt% AgNP with CaP attained statistically lower roughness than OR. Significance: The incorporation of AgNP in OR alters some physical-chemical properties, but does not interfere in its adhesion to the enamel. The use of CaP associated with AgNP might attain remineralization when undergoing acid challenges. Its antimicrobial potential has not been verified, but more studies are necessary to confirm this fact. / O presente estudo tem objetivo de avaliar propriedades físico-químicas, resistência ao cisalhamento em esmalte bovino e efeito antibacteriano de uma resina ortodôntica (RO) incorporada com nanopartículas de prata (AgNPs) com ou sem fosfato de cálcio (CaP). As RO foram preparadas com 1 ou 5% em peso de AgNP e 1 ou 5% em peso de AgNP e CaP. As propriedades físico-químicas avaliadas foram grau de conversão (GC), sorção (WS) e solubilidade (SO) em água, flexão de três pontos (resistência à flexão, FS e módulo, E), rugosidade superficial (Ra) e microdureza Knoop (KHN). A adesão ao esmalte bovino foi avaliada por ensaio de resistência ao cisalhamento (SBS). A atividade antimicrobiana da resina contra Streptococcus mutans foi medida por contagem de unidades formadoras de colónias. Os dados foram analisados estatisticamente por ANOVA unidirecional e teste de Tukey (p<0,05). Os resultados mostraram que os testes GC, FS, KHN, SBS e antimicrobiano não mostraram diferença estatística entre os grupos controle e experimentais. O valor de WS diminuiu em RO 1% em peso de AgNP e o valor de SO também diminuiu em RO 5% em peso de AgNP. FS obtiveram maior resultado em RO 5% em peso de AgNP. RO 1% e 5% em peso de AgNP e 5% em peso de AgNP com CaP atingiram uma rugosidade estatisticamente inferior à RO.

A presente tese é dividida em dois capítulos: o primeiro capítulo descreve a síntese de nanopartículas (NPs) de Ta2O5 a partir de líquidos iônicos (LIs) hexaclorotantalato de 1-n-alquil-3-metilimidazólio (alquil = butil: BMI.TaCl6, decil: DMI.TaCl6) e sua aplicação na fotogeração de gás hidrogênio a partir da decomposição da molécula de água (processo water splitting). Esta rota visa utilizar as propriedades intrínsicas dos LIs para atuarem como agentes precursores e estabilizantes na formação de espécies nanométricas de Ta2O5. Por MET verificou-se que as NPs preparadas através da hidrólise dos adutos BMI.TaCl6 e DMI.TaCl6 apresentaram diâmetro médio de 8 e 2 nm, respectivamente, indicando uma influência significativa do cátion do LI na formação e estabilização das NPs. A análise de MET no modo difração de elétrons revelou que as NPs de Ta2O5 como preparadas são cristalinas, embora as análises de DRX indiquem a presença de um material amorfo. A otimização dos parâmetros de síntese e fotocatálise (agente de sacrifício, quantidade de catalisador) gerou uma maximização na fotoprodução de H2. A amostra DMI 1:0,5 apresentou uma excelente atividade fotocatalítica na geração de H2 utilizando etanol como agente de sacrifício (eficiência quântica aparente de 17% e taxa de fotogeração de H2 de 7,2 mmol H2.h-1.g-1). As atividades fotocatalíticas das NPs de Ta2O5 como preparadas foram superiores quando comparadas às amostras calcinadas. Estes resultados podem estar relacionados à presença de LI remanescente nas amostras, o qual gera regiões hidrofílicas facilitando a aproximação das moléculas de água nos sítios ativos do catalisador e favorecendo a reação fotocatalítica, enquanto que nas amostras calcinadas ocorre a perda do LI após o tratamento térmico. Na tentativa de aumentar a produção de H2 foi realizado uma deposição de nanopartículas de Pt pela técnica de sputtering sobre a superfície das NPs de Ta2O5. A amostra DMI 1:0,5 Pt foi capaz de aumentar a taxa de produção de H2 em 30% (9,2 mmol H2.h-1.g-1) durante o processo de water splitting. O segundo capítulo apresenta a síntese, caracterização e estudo fotofísico de novos derivados do núcleo 2,1,3-benzotiadiazola (BTD) fluorescentes com pontencial aplicação como marcadores celulares. Para isso, foram sintetizados quatros corantes que contém em sua estrutura anéis de imidazólio ligados a um núcleo BTD que é responsável pela fluorescência destes compostos. A obtenção do 4,7-bis-(imidazólio-3-il)-2,1,3-benzotiadiazol (BTDIm) foi realizada a partir da reação de acoplamento entre BTD e o imidazólio em presença de uma base, com rendimento de 82%. Os demais compostos foram sintetizados a partir da 4,7-bis-imidazol-2,1,3-benzotiadiazola e reações de alquilação com iodeto de metila, ácido clorídrico ou ácido cloro-acético, produzindo respectivamente os sais: iodeto de 4,7-bis-metilimidazólio-2,1,3-benzotiadiazola (BTDImMe), cloreto de 4,7-bis-(imidazólio-3-il)-2,1,3-benzotiadiazol (BTDImH), cloreto de 4,7-bis-ácidoacéticoimidazólio-2,1,3-benzotiadiazola (BTDImAc) em rendimentos de 87%, 70% e 38%, respectivamente. Os corantes foram caracterizados por IV, RMN 1H e 13C, ESI-MS e análise fotofísica por UV-Vis e emissão de fluorescência. Os compostos sintetizados foram testados como marcadores celulares. O melhor resultado foi obtido com o composto BTDIm, o qual se mostrou um marcador altamente seletivo para lisossomos com excelente sinal de fluorescência. / The present Thesis is divided in two chapters: the first one describes the synthesis of Ta2O5 nanoparticles (NPs) from 1-n-alkyl-3-methylimidazolium hexachlorotantalate (alkyl = butyl: BMI.TaCl6, decyl: DMI.TaCl6) ionic liquids (ILs) and their application in the photogeneration of hydrogen gas from the decomposition of water molecule (water splitting process). By this route it is desired the use of intrinsic properties of ILs to act as precursors and stabilizing agents in the formation of nanosized Ta2O5 particles. TEM analyses showed that NPs prepared from the hydrolysis of BMI.TaCl6 and DMI.TaCl6 have mean diameters of 8 and 2 nm, respectively, indicating a significant role of the IL cation on the formation and stabilization of the NPs. In the electron diffraction mode, TEM revealed that the as-prepared Ta2O5 NPs are crystalline, although the XRD suggested the presence of amorphous material. The optimization of the synthesis parameters and photocatalysis (sacrificial agent, catalyst amount) gives maximization in the hydrogen photoproduction. The sample DMI 1:0,5 showed an excellent photoactivity in the hydrogen generation using ethanol as sacrificial agent (apparent quantum efficiency of 17% and hydrogen production of 7,2 mmol H2.h-1.g-1). The photoactivities of the as-prepared Ta2O5 NPs were superior to those obtained for the thermal treated samples. These results can be related to the presence of remained IL in the samples, which provides hydrophilic regions helping in the water molecule approach to the catalyst active sites favoring the photocatalytic reaction, while in thermal treated samples there is a loss of IL after the treatment. In order to improve the hydrogen production, Pt NPs were deposited by sputtering technique onto the surface of Ta2O5 NPs. The sample DMI 1:0,5 Pt was capable to increase the hydrogen production up to 30% (9,2 mmol H2.h-1.g-1) during the water splitting process. The second chapters presents the synthesis, characterization and photophysics study of new fluorescent compounds derived from the 2,1,3-benzotiadiazole (BTD) moiety with potential application as cell marker. For this purpose, it was synthesized four dyes that contain imidazolium rings attached to the BTD moiety, which is responsible for the fluorescence of these compounds. 4,7-bis-imidazole-2,1,3 -benzotiadiazole (BTDIm) was obtained from the coupling reaction between BTD and imidazole in the presence of a base, giving 82% in yield. The other compounds were synthesized from the 4,7-bis-imidazole-2,1,3-benzotiadiazole and alkylation with iodomethane, chloridric acid and chloroacetic acid, giving the salts: 4,7-bis-methylimidazolium-2,1,3-benzotiadiazole iodide (BTDImMe), 4,7-bis-imidazolium-2,1,3-benzotiadiazole chloride (BTDImH) e 4,7-bis-aceticacidimidazolium-2,1,3-benzotiadiazole chloride (BTDImAc) in yields of 87%, 70% and 38%, respectively. The dyes were characterized by IR, NMR 1H and 13C, ESI-MS and photophysics analysis by UV-Vis and fluorescence emission. The compounds were tested as cell biosensors. The best result was obtained with the compound BTDIm, which was highly selective for the lisossomes and showed excellent fluorescence signal.