Nanopartículas de óxido de ferro foram sintetizadas em um sistema de microemulsão composto por Triton X-100-hexanol/ciclohexano/fase aquosa. Reação de coprecipitação entre íons Fe2+ e Fe3+ com hidróxido de amônio ocorre nos nanorreatores formados pela fase aquosa segregada da fase orgânica. Espalhamento de luz dinâmico (DLS) foi empregado para avaliar o tamanho dos nanorreatores da microemulsão, indicando diâmetro médio de 11 nm e distribuição monomodal de tamanhos. Os efeitos do pH da microemulsão e da adição de tetraetoxissilano (TEOS) foram avaliados, em relação ao tamanho, à forma e à transformação de fases dos óxidos de ferro obtidos. Análise por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX) das amostras sintetizadas e tratadas termicamente a 500 e 1000 C mostraram que os materiais apresentam: baixa cristalinidade; tamanho de cristalito estimado entre 11 e 41 nm; sílica amorfa quando TEOS é adicionado à microemulsão; e a presença, nas amostras sem tratamento térmico e sintetizadas sem TEOS, de magemita ( g-Fe2O3) além da magnetita (Fe3O4), indicando que a competição dos processos de hidrólise e condensação de TEOS protegeu quimicamente o óxido de ferro contra oxidação. Avaliação das amostras tratadas a 500 e 1000C por microscopia de força atômica mostrou que partículas sintetizadas na ausência de TEOS apresentam dimensões menores e menos esféricas que as sintetizadas na presença de TEOS, devido à formação da camada de sílica sobre as partículas de óxido de ferro. Além disso, o emprego de pH 9 resultou em partículas menores que em pH 8, provavelmente devido à maior velocidade de nucleação em pH maior, justificada pela maior disponibilidade de amônia. O valor de pH maior também favoreceu os processos de hidrólise e condensação de TEOS, resultando em uma camada de sílica maior.

As nanopartículas têm um amplo espectro de aplicações nos mais diferentes setores. Por exemplo, nanopartículas de titânio e seus compostos têm sido usadas em cosméticos, marcadores biológicos, pastilhas de usinagem e no reforço por dispersão em revestimentos nanoestruturados. Esta última aplicação tem sido considerada no desenvolvimento de novos materiais para aplicações estruturais aeroespaciais. O presente estudo possibilitou criar um dispositivo que possa ser usado para a produção de nanopartículas de titânio, entre outros materiais, bem como caracterizar os materiais produzidos. Desta forma, uma célula de processamento, contendo uma amostra de titânio e etanol, foi desenvolvida para que o laser pudesse ablacionar o alvo, dando origem à partículas dispersas no líquido, formando assim uma solução coloidal. As partículas de titânio, depois de filtradas e secas, foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FEG-MEV), análise química por dispersão de energia (EDS) e por difração de raios X (DRX). Utilizando um laser de CuHBr, soluções coloidais de nanopartículas de titânio com tamanhos variando entre 80 e 500 nm foram obtidas, numa larga distribuição de tamanhos, que é dependente do tempo de exposição ao feixe de laser. Os parâmetros de processo de laser foram fixados com potência média de 9W, o que representa uma intensidade teórica da ordem de GW.cm-2, suficiente para ablacionar qualquer tipo de metal. As partículas analisadas são esféricas, compostas pela fase ?-Ti e com uma película de óxido amorfo ao redor. As análises por DRX e FEG-MEV indicam que as nanopartículas são compostas por um ou mais cristalitos (núcleos cristalinos) e que a coalescência destes núcleos aumenta substancialmente com o aumento do tempo de processamento, de 1h para 2h. Hipoteticamente, núcleos cristalinos originalmente produzidos pelo mecanismo de ablação se aglutinam devido à incidência do laser e esse efeito é mais acentuado conforme se aumenta o tempo de processo.

O presente trabalho é parte de um projeto maior que abrange pesquisadores de áreas complementares em química que visam a elaboração de estratégias sintéticas voltadas para a síntese de monômeros fenilacetilênicos derivados de aminoácidos ou calcogenetos onde, a partir desses, deverão ser construídos polímeros helicoidais de estruturas planejadas passíveis de funcionalização em nanopartículas de ouro e/ ou prata (NPsAu e NPsAg, respectivamente), que sejam capazes de modificar suas conformações frente a estímulos externos, formando assim, sensores poliméricos suportados em superfície de nanopartículas metálicas. A dissertação de mestrado que apresentaremos se dedica a um fragmento desse todo que trata especificadamente de estudos envolvendo a organofuncionalização de NPsAu e NPsAg com compostos orgânicos de selênio, bem como o desenvolvimento de metodologias na preparação de entidades monoméricas fenilacetilênicas derivadas de aminoácidos e organoselenetos. Por fim, alguns dos monômeros preparados serão polimerizados e devidamente caracterizados. Sendo assim, o trabalho foi dividido em duas partes, onde a primeira trata da preparação e funcionalização de organoselenetos em NPs e a segunda discorre sobre a síntese e polimerização dos monômeros. No que diz respeito à funcionalização de NPs com organoselenetos, foi preparada uma série de disselenetos derivados de aminoálcoois e aminoácidos. A proposta síntética na preparação desses compostos foi baseada na reação de substituição nucleofílica de segunda ordem de mesilatos ou haletos orgânicos por disselenolato de dilítio, o qual é gerado pela redução de selênio elementar por trietilboroidreto de lítio. Os organoselenetos foram funcionalizados em NPsAu e NPsAg pela simples mistura em etanol, cujos materiais híbridos resultantes dessa reação foram caracterizados por espetroscopia Raman. No capítulo que trata da síntese de monômeros, procedeu-se primeiramente a preparação de blocos construtores fundamentais contendo a porção fenilacetilênica e na sequência a homologação com aminoácidos protegidos ou selenetos orgânicos munidos de grupos alquílicos. Alguns dos monômeros preparados foram submetidos a reações de polimerização e co-polimerização gerando polímeros helicoidais com sentido helicoidal predominante, o que pôde ser confirmado por dicroísmo circular. Os objetivos do projeto foram alcançados com êxito e a maioria dos problemas em potencial puderam ser solucionados. O presente trabalho foi a primeira empreitada do projeto maior ao qual este está vinculado e proporcionará subsídios para os demais estudantes envolvidos alcançarem resultados em termos de aplicação. / The present work is part of a bigger project involving researchers of complementary areas in chemistry concerned on development of new synthetic strategies towards phenylacetylenic monomers bearing amino acid and/or organoselenide derivatives, that will be used to prepare helical polymers with planned structure capable to functionalize gold and silver nanoparticles (AuNPs and AgNPs, respectively) which could modify their conformations when submitted to external stimuli, acting as a polymeric sensor supported in the surface of the metal nanoparticles. This master\'s dissertation is devoted to a fragment of the whole work which involves studies regarding the AuNPs and AgNPs organofunctionalization with selenium organic compounds, as well as the development of new methodologies for the preparation of phenylacetylenic monomers synthesis bearing amino acid and selenide derivatives. Some of the prepared compounds have been polymerized and characterized. In this way, the work was divided in two chapters, whereas the first deals with organoselenium compound preparation and NP functionalization, and the synthesis and polymerization of the monomers. Regarding the NPs functionalization with organoselenides, a series of amino alcohol and amino acid diselenide derivatives was prepared. The synthetic approach was based upon the second order nucleofilic substitution of organic mesylates and halides by dilithium disselenolate, wich way was generated reducing elemental selenium with lithium tryethylborohydride. The NPs were functionalized with the diselenides after the mixture of both in ethanol, and the resulting hybrid materials were characterized by Raman spectroscopy. In the second chapter, we report on the fundamental building blocks preparation containing the phenylacetylenic group and its homologation with amino acids or organic selenides. Some of the final monomers were submitted to polymerization reactions, generating one hand preferred helical polymers, which was confirmed by circular dichroism. The main goal of the project were successfully reached and the potential problems could be solved. The present work was the first step of the major project in which it is tied and will give subsidy to other students involved to reach some results application.

As sínteses de nanopartículas de ouro (AuNPs) com os agentes redutores e estabilizantes citrato de sódio e goma arábica bem como sua caracterização foram estudadas neste trabalho. As sínteses foram realizadas por meio de aquecimento e uso de radiação gama em fonte de 60Co nas doses 1, 7,5 e 15 kGy. Neste contexto, foram estudadas as propriedades e a estabilidade das AuNPs formadas por meio de técnicas de caracterização tais como espectroscopia de absorção UV-Vis, verificando as bandas características das AuNPs assim como a estabilidade física das mesmas. As amostras sintetizadas com citrato de sódio (AuCit) apresentaram comprimentos de onda que variaram entre 520 e 525 nm e as amostras sintetizadas com goma arábica (AuGA) apresentaram comprimentos de onda entre 530 e 540 nm. A análise de espalhamento de luz dinâmica, do inglês \"Dynamic Light Scattering\" (DLS) foi utilizada para determinar o tamanho hidrodinâmico das nanopartículas formadas no período de três meses, demonstrando que as amostras AuCit apresentaram tamanhos hidrodinâmicos médios que variaram de 20 a 50 nm enquanto que as amostras AuGA sintetizadas por aquecimento e com uso de radiação gama apresentaram tamanhos hidrodinâmicos médios que variaram de 50 a 115 nm. As análises de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) foram utilizadas para determinar a distribuição real de tamanhos das nanopartículas e sua forma geométrica. Nesta caracterização as AuGA apresentaram diâmetros menores do que os analisados por DLS, sugerindo assim possível encapsulamento das AuNPs. / This study focuses on the synthesis and characterization of gold nanoparticles (AuNPs) with reducing agents and stabilizing sodium citrate and gum arabic. The synthesis was carried out by heating and use of gamma radiation source 60Co in doses 1, 7.5 and 15 kGy. In this context, we studied the properties and stability of AuNPs formed through characterization techniques such as UV- Vis absorption, checking the characteristics of AuNPs bands as well as the physical stability thereof. The samples synthesized with sodium citrate (AuCit) showed wavelengths ranging from 520 to 525 nm and the samples synthesized with gum arabic (AuGA) showed wavelengths between 530 and 540 nm. The dynamic light scattering analysis (DLS) was used to determine the hydrodynamic diameter of nanoparticles formed during a period of three months, demonstrating that AuCit samples showed mean hydrodynamic sizes ranging from 20 to 50 nm while AuGA samples synthesized by heating and the use of gamma radiation had mean hydrodynamic sizes ranging 50 - 115 nm. Analysis of scanning electron microscope with field emission (SEM - FEG) and transmission electron microscopy (TEM) were used to determine the actual size distribution of nanoparticles and their geometric shape. The characterization of the AuGA showed smaller diameters in comparison to the one resulted from the DLS analysis, thus suggesting possible encapsulation of AuNPs.

Nanopartículas bimetálicas de AuPd têm mostrado excelente atividade catalítica em reações de oxidação. O entendimento dos efeitos da variação da composição e morfologia das nanopartículas bimetálicas em suas propriedades catalíticas é fundamental para a preparação de catalisadores cada vez mais ativos e seletivos. Neste trabalho foram estudadas nanopartículas bimetálicas de AuPd de composição variável suportadas sobre um suporte constituído por nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. O efeito da calcinação e da redução com hidrogênio sobre a morfologia e composição das nanopartículas bimetálicas foi acompanhado pelas técnicas de TEM, XEDS, XAS, XRD e XPS. A correlação entre estrutura, composição e atividade catalítica dos catalisadores preparados foi estudada pelo acompanhamento de reações de oxidação de monóxido de carbono e de oxidação de álcool benzílico. As amostras não calcinadas apresentaram segregação metálica em todas as composições estudadas. Após a etapa de calcinação, maior segregação metálica foi encontrada, com a formação de óxido de paládio na superfície das nanopartículas, exceto na amostra mais rica em ouro. O tratamento das amostras oxidadas com hidrogênio foi capaz de reduzir os metais oxidados na superfície das nanopartículas, mas um enriquecimento em paládio na superfície e maior segregação entre ouro e paládio foram observados. Uma melhora na atividade catalítica na oxidação de monóxido de carbono foi observada juntamente com um aumento na composição de paládio, além disso, observou-se uma maior atividade catalítica em relação às nanopartículas não calcinadas para as amostras calcinadas e reduzidas. Para a oxidação de álcool benzílico um aumento na atividade catalítica de até cinco vezes foi observado após a calcinação dos catalisadores, com maior atividade para a amostra de composição Au1Pd2. A queda na atividade catalítica após a redução dos catalisadores mostrou que a presença de óxido de paládio na superfície das nanopartículas é fundamental para que seja observada uma maior atividade catalítica. / AuPd bimetallic nanoparticles have shown excellent catalytic performance in oxidation reactions. Understanding the effects of composition and morphology of the bimetallic nanoparticles in their catalytic properties is key for the preparation of more active and selective catalysts. In this work, we studied AuPd bimetallic nanoparticles supported over silica coated magnetite nanoparticles. The effects of calcination and reduction with hydrogen on the morphology and composition of the bimetallic nanoparticles was investigated by TEM, XEDS, XAS, XRD and XPS. The correlation between structure, composition and catalytic activity of the prepared catalysts was studied by the oxidation of carbon monoxide and benzyl alcohol. The non calcined samples showed metal segregation for all investigated compositions. After the calcination step, greater metal segregation occurred, and the formation of palladium oxide on the surface of the nanoparticles was observed, except for the most gold-rich sample. The treatment of the oxidized samples with hydrogen reduced the metal oxides on the surface of the nanoparticles, but a palladium surface enrichment and greater metal segregation between gold and palladium was observed. The catalytic activity observed for the oxidation of carbon monoxide increased with increasing palladium concentrations. An increase in catalytic activity was observed for the calcined and reduced samples when compared to their non-calcined counterparts. For benzyl alcohol oxidation, a five-fold increase in catalytic activity after calcination was observed, with a peak in catalytic activity for the Au1Pd2 sample. A drop in catalytic activity after the reduction of the oxidized catalysts with hydrogen showed that the presence of palladium oxide on the surface of the nanoparticles is fundamental for an increased catalytic activity.

La detección de diferentes iones de metales pesados en las diversas fuentes de agua que existen ha sido de gran interés para diversos investigadores y autoridades públicas por el riesgo que estos suponen para la salud de los seres vivos. Debido a la elevada toxicidad que la sola presencia de uno de ellos supone, se han establecido estándares nacionales e internacionales de la cantidad máxima que los recursos hídricos deberían contener en su composición. De toda la gama de metales pesados existentes, el Hg2+ es uno de los más contaminantes y, de acuerdo a la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), la cantidad máxima permisible en el agua potable es 10 nM. Pese a que existen técnicas y protocolos establecidos para detectar la presencia de Hg2+ en agua, se ha visto la necesidad de encontrar métodos alternativos para su detección de una manera más rápida, barata y potencialmente portátil. Todo ello ha dado lugar al uso de sensores químicos de nanopartículas, los cuales han mostrado tener una muy buena aplicabilidad para tal fin [1,2]. En este trabajo se ha optimizado un sensor colorimétrico de Hg2+ basado en la agregación de nanopartículas de oro (AuNPs) inducida por lisina, previamente reportado en la literatura, y se le ha adaptado a un esquema de detección basado en dispersión Rayleigh de resonancia (DRR). En primer lugar, se llevó a cabo la síntesis de AuNPs de diferentes tamaños utilizando la metodología planteada por Turkevich y Frens de reducción de una sal de oro con citrato sódico, siguiendo el proceso de síntesis directa y otro de nucleación y crecimiento de nanopartículas. Se obtuvieron AuNPs de aproximadamente 14, 42 y 78 nm de diámetro con las cuales se procedió a realizar los estudios de detección de Hg2+ por espectrofotometría UV-Visible. Se llevó a cabo la optimización de varios parámetros experimentales incluyendo concentración de AuNPs, concentración del agente reductor de Hg2+ (citrato de sodio), concentración de lisina y tiempo de contacto entre reactivos. Una vez establecidas las condiciones óptimas aparentes en el ensayo de absorción para cada tamaño de AuNPs, se procedió a realizar las curvas de calibración tanto por absorción como por DRR. Se encontró que para la mayoría de casos era posible detectar concentraciones de hasta 10 nM de Hg2+ en agua a nivel de estándares de laboratorio. Mediante una comparación de los resultados obtenidos, se determinó que la mejor respuesta la brindaba el sensor de dispersión con AuNPs de 42 nm, siendo 10 nM de Hg2+ la concentración más baja que se ha conseguido detectar con una muy buena relación señal/ruido. Posteriormente, se realizó un estudio de interferencias utilizando diversos aniones y cationes que pudiesen encontrarse en una matriz de agua potable real, obteniéndose que estos iones no tenían una influencia apreciable en la variación de la señal del sensor. Finalmente, se evaluó con éxito la Aplicabilidad del sensor en una muestra real de agua potable contaminada con Hg2+. / Tesis

Orientador: Luiz Francisco Zafalon / Banca: José Jurandir Fagliari / Banca: Márcio Garcia Ribeiro / Resumo: Este estudo teve como objetivos: investigar os micro-organismos causais da mastite subclínica em ovelhas de aptidão para produção de carne, definir pontos de corte de dois métodos de diagnóstico indiretos, comparar as taxas de cura do tratamento da mastite subclínica após infusão intramamária de princípio ativo antimicrobiano no momento da secagem em duas diferentes formulações, convencional e nanoparticulada, verificar as taxas de cura espontânea, avaliar a capacidade de prevenção da ocorrência de novas infecções mamárias e verificar a presença de resíduos antimicrobianos no leite de ovelhas submetidas ao tratamento à secagem, na lactação consecutiva. O estudo foi realizado em um rebanho localizado em uma propriedade no município de São Carlos, São Paulo. Analisou-se um total de 393 mamas de ovelhas de aptidão para produção de carne, 250 das quais pertencentes a 130 ovelhas da raça Santa Inês e outras 143 mamas de 77 ovelhas da raça Morada Nova. Amostras de leite foram coletadas e submetidas ao exame de California Mastitis Test (CMT), à contagem de células somáticas (CCS) e ao exame microbiológico antes da secagem e após o parto subsequente. As glândulas mamárias com mastite subclínica foram distribuídas nos seguintes grupos: G1 (Controle; glândulas mamárias que não receberam tratamento antimicrobiano); G2 (glândulas mamárias em que foi administrado 100 mg de cloxacilina benzatina/ 10 mL em estrutura convencional) e G3 (glândulas mamárias em que foi administrado 50 mg de cloxacilina benzatina/ 86 mL em estrutura nanoencapsulada). Para avaliação dos tratamentos quanto à capacidade de prevenir novas infecções, foram utilizadas as mamas saudáveis dos animais dos grupos experimentais G1, G2 e G3, e foi acrescido o grupo G4 (glândulas mamárias saudáveis em que foi administrado 100 mg de cloxacilina benzatina/ 172 mL em estrutura nanoencapsulada) ... / Abstract: This study had as objectives: investigate the microorganisms that cause subclinical mastitis in meat producing sheep, define cut-off values of two methods of indirect diagnosis, compare cure rates of treatment of subclinical mastitis after intramammary infusion of antimicrobial active principle at the time of drying off in two different formulations, conventional and nanoparticle, check the rates of spontaneous cure, evaluate the capability of prevention of new infections and check the presence of antimicrobial residues in milk of sheep subjected to treatment during drying off, on consecutive lactation. The study was done in a flock located on a property in São Carlos city, São Paulo. We analyzed a total of 393 mammary glands of meat producing sheep, 250 of which belong to 130 Santa Inês breed sheep and other 143 mammary glands of 77 Morada Nova breed sheep. Milk samples were collected and submitted to California Mastitis Test (CMT), the somatic cell count (SCC) and microbiological exam before drying off and after subsequent parturition. The mammary glands with subclinical mastitis were as follows: G1 (Control, mammary glands that not received antibiotic treatment), G2 (mammary glands which was administered 100 mg of benzathine cloxacillin/ 10 mL in conventional structure) and G3 (mammary glands which was administered 50 mg benzathine cloxacillin/ 86 mL in nanocoated structure). For evaluation of treatments about their capability to prevent new infections, we used the mammary glands of healthy animals of experimentals groups groups G1, G2 and G3, and G4 was added group (healthy mammary glands, which was administered 100 mg of benzathine cloxacillin/ 172 mL in nanocoated structure). The occurrences of animals positive for infectious mastitis in Santa Ines breed sheep was 33.1% and 35.6% in Morada Nova breed sheep. Coagulase-negative Staphylococci were the predominant etiologic agents ... / Mestre

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-07-24T14:58:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Mariane A Sanson.pdf: 3058378 bytes, checksum: 43bb48ea0be645db69444ec684b43bac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T14:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Mariane A Sanson.pdf: 3058378 bytes, checksum: 43bb48ea0be645db69444ec684b43bac (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Compostos de ouro já apresentam propriedades anti-inflamatórias estabelecidas pela literatura, além de importante potencial antioxidante. A utilização do ouro na forma nanoparticulada é uma aposta promissora para o tratamento de condições inflamatórias, como a doença periodontal, pelo seu mecanismo de ação. Apesar da biocompatibilidade estabelecida do ouro, é importante atentar-se para a possibilidade de efeito tóxico do ouro na forma nanoparticulada, devido a sua maior facilidade de penetrar nos tecidos e atravessar membranas, em resposta principalmente ao seu tamanho e concentração de ouro presente. O objetivo deste estudo foi a caracterização das nanopartículas de ouro (AuNPs) de 10, 20 e 30 nm utilizadas no trabalho, bem como testar seu efeito tópico em modelos de inflamação aguda local in vivo (edema de orelha induzido por TPA e edema de pata induzido por LPS) e verificar sua citotoxicidade em cultura de fibroblastos (3T3) e macrófagos (RAW 264.7) murinos após 12, 24 e 48h pelos ensaios de MTT, VN e teste de exclusão do azul de tripan. Para a caracterização das AuNPs foram realizados os testes de espectroscopia no ultravioleta-visível (Uv-Vis), difratometria de raios-x, absorbância atômica, potencial zeta e microscopia eletrônica de varredura por canhão de emissão de campo elétrico (FEG). Os resultados dos testes de caracterização demonstraram que as nanopartículas apresentavam-se estáveis e realmente com os diâmetros de 10, 20 e 30 nm, como proposto pelo método de síntese, estando adequadas para a utilização nos testes subsequentes. No modelo de edema de orelha induzido por TPA as formulações de AuNPs em creme a 0,1% reduziu a formação do edema em 47,76%, enquanto a formulação em creme a 0,06% reduziu o edema em 33,72% após 6h. Após 24h todas as formulações testadas apresentaram redução da formação do edema, apresentando resultados sem diferença estatística em comparação ao grupo tratado com a dexametasona. No modelo de edema de pata induzido por LPS a formulação de AuNPs em creme a 0,1% foi capaz de reduzir a formação do edema em 84,46% e a formulação em creme a 0,6% reduziu em 86,57%, também sem apresentar diferença estatística em comparação ao grupo tratado com dexametasona. Quanto aos testes de viabilidade celular, os métodos do MTT e VN não foram capazes de obter resultados confiáveis, porém o teste de exclusão do azul de tripan indicou ausência de citotoxicidade das AuNPs em 12h nas culturas de fibroblastos e macrófagos. Após 24h de incubação, a maior concentração (35 mg/L) das dispersões de AuNPs nos 3 diâmetros testados reduziu a viabilidade de macrófagos, e os fibroblastos obtiveram seus valores de viabilidade celular diminuídos pela maioria das dispersões de AuNPs testadas. Após 48h de incubação, todas as concentrações e diâmetros testados das dispersões de AuNPs foram capazes de diminuir drasticamente as porcentagens de viabilidade celular tanto em fibroblastos quanto em macrófagos. / Gold compounds already demonstrated anti-inflammatory properties in previous studies, in addition to important antioxidant potential. The use of gold in nanoparticle form is promising for the treatment of inflammatory conditions such as periodontal disease, especially for its mechanism of action. Although the established gold biocompatibility, it is important to pay attention to the possible toxic effect of gold on nanoparticulate form, for its ease of penetration through the tissues and membranes, mainly in response to its size and gold concentration. The study purpose was the physical characterization of gold nanoparticles (AuNPs) of 10, 20 and 30 nm used in the experiments, in addition to test their topical effect in models of acute inflammation in vivo (ear edema TPA-induced and paw edema LPS-induced) and verify its cytotoxicity in fibroblasts and macrophages mice cell cultures after 12, 24 e 48 hours by MTT and Neutral Red assay and exclusion of trypan blue test. To characterize the AuNPs were performed the ultraviolet-visible spectroscopy, x-ray diffraction, atomic absorbance, zeta potential and Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEG). The characterization tests results shown that the nanoparticles are stable and truly presented the diameters of 10, 20 and 30 nm, as proposed by synthesis method, and so are suitable for use in subsequent experiments. In the ear edema TPA-induced model AuNPs cream formulation at 0.1% reduced edema formation at 47.76%, while the cream formulation at 0.06% reduced 33.72% of edema after 6 hours. After 24 hours all formulations tested showed a reduction of edema formation, presenting results with no statistical difference compared to the group treated with dexamethasone. In LPS-induced paw edema model the AuNPs cream formulation at 0.1% was able to reduce edema formation in 84.46% and cream formulation at 0.6% decreased 86.57%, also without showing statistical difference compared to the group treated with dexamethasone. In viability tests, the MTT and Neutral Red methods were not able to obtain reliable results, but exclusion trypan blue test indicated no cytotoxicity of AuNPs after 12h in fibroblasts and macrophages cell cultures. After 24h incubation, the dispersions of AuNPs in 3 diameters at the highest concentration (35 mg/L) reduced the macrophages viability and fibroblast viability decreased with most of the tested AuNPs dispersions. After 48h all tested AuNPs dispersions concentrations and diameters were able to reduce the percentages of fibroblasts and macrophages cell viability.

Orientador: Fenelon Martinho Lima Pontes / Banca: Adenilson José Chiquito / Banca: Luís Fernando da Silva / Banca: Aroldo Geraldo Magdalena / Banca: Flávio Junior Caires / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / Resumo: Com o crescimento das aplicações dos nanomateriais, as metodologias de síntese têm se tornado importante para pesquisadores e investidores nesse ramo da ciência. A metodologia hidrotérmica permite a síntese de nanopartículas de ZrO2 com uma estrutura estável e morfologia bem definidas, e tamanhos que chegam na ordem de 5 nm. Essa estrutura nanopartículada combinada com o SiO2 tem a capacidade de sofrer transformações nas sua configuração eletrônica, o que permite, uma redução do Band gap. Essa propriedade é extremamente importante para aplicação em fotodegradação. Os resultados das caracterizações mostraram que a rota de síntese utilizada foi eficiente na produção de nanoestruturas cristalinas de ZrO2 e a metodologia para obter o Core-Shell foi eficiente para a formação da heteroestrutura. As análises de FT-IR e TG mostraram que restou apenas uma pequena quantidade de material residual na superfície dos materiais após o tratamento térmico, demostrando que a técnica hidrotermal mostrou-se eficiente tanto na cristalização e crescimento do ZrO2 como na eliminação do material orgânico proveniente da síntese e o método sol-gel usado para obter Core-Shell também proporciona uma quantidade de resíduos sobre a superfície do material. Os estudos de adsorção revelaram que o comportamento do SiO2 e do ZrO2 na adsorção do corante Rodamina B funcionam de formas distintas e a união dos óxidos proporciona o aparecimento de novas características importantes para o processo adsortivo. Os resu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the growth of nanomaterials applications, synthesis methodologies have become important for researchers and investors in this field of science. The hydrothermal methodology allows the synthesis of ZrO2 nanoparticles with a well-defined stable structure and morphology, and sizes ranging in the order of 5 nm. This nanoparticle structure combined with SiO2 has the capacity to undergo transformations in its electronic configuration, which allows a reduction of Band Gap. This property is extremely important for the photodegradation application. The results of the characterizations showed that the synthesis route used was efficient in the production of crystalline ZrO2 nanostructures and the methodology to obtain Core-Shell was efficient for the heterostructure formation. The analysis of FT-IR and TG showed that there is a small amount of residual material on the surface of the materials after the heat treatment, demonstrating that the hydrothermal technique proved to be efficient both in the crystallization and growth of ZrO2 how the elimination of the organic material from the synthesis and the sol-gel method used to obtain Core-Shell also provides a quantity of residues on the surface of the material. The adsorption studies showed that the behavior of SiO2 and ZrO2 in the adsorption of Dye Rhodamine B works in different ways and the union of the oxides gives rise to new important characteristics for the adsorption process. The results of Band Gap and photodegradation reveal... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O memristor é um dos dispositivos mais promissores sendo estudados para múltiplos usos em sistemas eletrônicos, com aplicações desde memórias não voláteis a redes neurais artificiais. Seu funcionamento é baseado na formação e ruptura de filamentos condutores nanométricos, o que altera drasticamente a resistência do dispositivo. Estes filamentos são formados pela acumulação de vacâncias de oxigênio, portanto um profundo entendimento da autodifusão de oxigênio nestes sistemas é necessário. Medidas acuradas da difusão em óxidos metálicos foi obtida com o desenvolvimento de uma análise quantitativa do espectro em energia de elétrons retroespalhados. A inovadora técnica de RBS de elétrons (ERBS) utiliza elétrons de alta energia ( 40 keV) para investigar a região próxima a superfície (10–100 nm). Medidas da região de alta perda de energia – chamada de Spectroscopia de Perda de Alta-Energia de Elétrons Refletidos (RHEELS) – também exibe características da estrutura eletrônica dos materiais. Um procedimento cuidadoso para o ajuste de espectros de ERBS foi desenvolvido, e então aplicado na análise de amostras multi camada de Si3N4/TiO2, e medidas de band gap de alguns óxidos, como SiO2, CaCO3 e Li2CO3. Simulações de Monte Carlo foram empregadas no estudo dos efeitos de espalhamento múltiplo nos espectros de ERBS, e uma descrição dielétrica dos espalhamentos inelásticos extendeu as simulação para também considerarem os picos de exitação plasmônica observados em RHEELS. Estas ferramentas de análise foram integradas em um pacote chamado PowerInteraction. Com o uso deste, uma série de medidas de autodifusão de oxigênio em TiO2 foram conduzidas. As amostras eram compostas por dois filmes de TiO2 depositados por sputtering, um dos quais enriquecido com isótopo 18 de oxigênio. Após tratamentos térmicos, perfis de difusão foram obtidos pelo rastreio das concentrações relativas dos isótopos de oxigênio nos dois filmes. Do comportamento logarítmico dos coeficientes de difusão em relação à temperatura, uma energia de ativação de 1.05 eV para a autodifusão de oxigênio em TiO2 foi obtida. Análises por feixes de íons, como RBS e NRA/NRP (Análise/Perfilometria por Reação Nuclear), também forneceram informações complementares. / The memristor is one of the most promising devices being studied for multiple uses in future electronic systems, with applications ranging from nonvolatile memories to artificial neural networks. Its working is based on the forming and rupturing of nano-scaled conductive filaments, which drastically alters the device’s resistance. These filaments are formed by oxygen vacancy accumulation, hence a deep understanding of the self-diffusion of oxygen in these systems is necessary. Accurate measurements of oxygen self-diffusion on metal oxides was achieved with the development of a quantitative analysis of the energy spectrum of the backscattering of electrons. The novel technique called Electron Rutherford Backscattering Spectroscopy (ERBS) uses the scattering of high energy electrons ( 40 keV) to probe the sample’s near surface (10–100 nm). Measurements of the high energy loss region – called Reflection High-Energy Electron Loss Spectroscopy (RHEELS) – also exhibit characteristics of the material’s electronic structure. A careful procedure was developed for the fitting of ERBS spectra, which was then applied on the analysis of multi-layered samples of Si3N4/TiO2, and measurements of the band gap of common oxides, such as SiO2, CaCO3 and Li2CO3. Monte Carlo simulations were employed to study the effects of multiple elastic scatterings in ERBS spectra, and a dielectric function description of inelastic scatterings extended the simulation to also consider the plasmon excitation peaks observed in RHEELS. These analysis tools were integrated into a package named PowerInteraction. With its use, a series of measurements of oxygen self-diffusion in TiO2 were conducted. The samples were composed of two sputtered deposited TiO2 layers, one of which was enriched with the 18 mass oxygen isotope. After thermal annealing, diffusion profiles were obtained by tracking the relative concentration of oxygen isotopes in both films. From the logarithmic temperature dependence of the diffusion coefficients, an activation energy of 1.05 eV for oxygen self-diffusion in TiO2 was obtained. Common ion beam analysis, such as RBS and NRA/NRP (Nuclear Reaction Analysis/Profiling), were also used to provide complementary information.