Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2008. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2009-09-16T17:32:15Z No. of bitstreams: 1 2008_MarceloAtaideFerreira.pdf: 3927033 bytes, checksum: d44ff67f120b4f90f21577fc5a4cf702 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-06-30T19:35:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_MarceloAtaideFerreira.pdf: 3927033 bytes, checksum: d44ff67f120b4f90f21577fc5a4cf702 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-30T19:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_MarceloAtaideFerreira.pdf: 3927033 bytes, checksum: d44ff67f120b4f90f21577fc5a4cf702 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fluidos magnéticos de dupla camada elétrica (EDL-MF) são dispersões coloidais estáveis de nanopartículas de ferrita do tipo espinélio dispersas em água. A estabilidade termodinâmica é adquirida pela introdução de forças repulsivas eletrostáticas entre as partículas ao balanço de forças atrativas dipolar magnética e de van der Walls, com o intuito de se evitarem fenômenos de aglomeração.Recentemente, o Grupo de Fluidos Complexos da Universidade de Brasília (GFC–UnB) evidenciou, através de titulações condutimétricas e potenciométricas simultâneas, que as partículas de EDL-MF se comportam como um sistema ácido/básico diprótico (Two-pK Model) em meio aquoso, demonstrando três tipos de sítios superficiais. Os sítios carregados positivamente são encontrados em meio ácido e os carregados negativamente em meio básico, ocorrendo estabilidade apenas nas faixas: 3,5 pH 10,5. Esse estudo foi viável graças a eterminação da densidade de carga superficial (DCS) das partículas e da determinação das constantes termodinâmicas para esses sistemas, ambos obtidos experimentalmente a partir das análises das curvas simultâneas.Visando tampão fisiológico, faz-se necessário colóides magnéticos estáveis em meio fisiológico. Para isso, fluidos magnéticos funcionalizados (F-MF) são produzidos a partir de EDL-MF convencionais através da quimiossorção dos ligantes apropriados nos sítios ácidos das partículas. Neste trabalho serão utilizadas dispersões coloidais de nanopartículas de ferrita de cobalto funcionalizadas com íons tartarato com o objetivo principal de aplicar as titulações condutimétricas e potenciométricas simultâneas na resolução do sistema ácido/base monoprótico (One pK Model). O alvo desse trabalho é descrever, quantitativamente, a pH dependência da DCS para os F-MF e comparar esses resultados às novas medidas realizadas para os EDL-MF, além de compreender quantitativamente as observações empíricas em termos de estabilidade já publicadas na literatura. Para tal, serão apresentados toda a metodologia descrita para os dois sistemas trabalhados, gráficos de pH dependência com a DCS, além de diagramas de especiação que revelam a existência ou coexistência das espécies estáveis em dispersão em determinada faixa de pH. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Electric Double Layered Magnetic Fluids (EDL-MF) are stable colloidal dispersions of spinel ferrite type nanoparticles in water medium. The thermodynamic stability is achieved by balancing the van der Waals and magnetic dipolar attractions with the introduction of repulsive electrostatic interactions between particles in order to avoid the agglomeration phenomena. Recently, the Complex Fluids Group from University of Brasilia (GFC-UnB) proved by simultaneous potentiometric and conductimetric titrations, that EDL-MF particles behave like a diprotic acid/base system (Two-pK Model) in water medium, showing three types of surface sites. The positively charged sites are found in acid medium and the negatively charged in alkaline medium, occurring stability only in the following pH ranges: 3.5 _ pH _ 10.5. This study was feasible due to the determination of the particles’ surface charge density (SCD) and also the determination of those systems’ thermodynamic constants, both experimentally obtained through the simultaneous analysis of the curves. For physiologic buffering, it is necessary the synthesis of magnetic colloids that are stable in physiological medium. For this reason, functionalized magnetic fluids (F-MF) are produced from conventional EDL-MF through the hemoadsorsion of appropriate ligands in the particles’ acidic sites. In this work will be used colloidal dispersions of cobalt ferrite nanoparticles with tartrate-functionalized ions to implement the simultaneous potentiometric and conductimetric titrations in the monoprotic acid / base (One pK Model) system resolution. This work main goal is to describe, quantitatively, the pH dependency of SCD for the F-MF and compare these results to the new measures taken for the EDL-MF in order to, quantitatively, understand the empirical observations in terms of stability that were already published in the literature. To do this, will be presented the described methodology for the two used systems, pH dependency plots with the SCD, as well as speciation diagrams that reveal the existence or coexistence of stable species in dispersion within a certain range of pH.

Submitted by Marcio Luis Ferreira Nascimento (mlfn@ufba.br) on 2015-07-08T14:51:38Z No. of bitstreams: 1 Zanini_Tese_DSc_PEI_2013_v57_Defesa.pdf: 6496514 bytes, checksum: 3feb9fc498ff7861753e5580a805fc6c (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles (rodrigomei@ufba.br) on 2015-07-20T21:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Zanini_Tese_DSc_PEI_2013_v57_Defesa.pdf: 6496514 bytes, checksum: 3feb9fc498ff7861753e5580a805fc6c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T21:58:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanini_Tese_DSc_PEI_2013_v57_Defesa.pdf: 6496514 bytes, checksum: 3feb9fc498ff7861753e5580a805fc6c (MD5) / CAPES / A nanotecnologia, e em especial os nanocompósitos, são provavelmente um dos temas mais cotados da pesquisa e literatura mundial contemporâneas. A partir do dia 29 de dezembro de 1959, quando Richard Feynman se constitui no precursor deste conceito na sua famosa palestra para a Sociedade Americana de Física (APS, American Physics Society) e em concomitância alguns cientistas da linha de polímeros confirmam que pequenas quantidades de nano-sistemas conseguem dar grandes benefícios a algumas propriedades da matriz polimérica, o número de pesquisas e pesquisadores se acelerara consideravelmente, motivados por esta inovação tecnológica. Assim, estudam e aplicam uma diversidade de materiais, tais como: nanopartículas de metais e seus óxidos, nanotubos de diversas composições e geometrias e alguns sistemas cristalinos naturais como as esmectitas, materiais que hoje constituem a família dos nanosistemas, 3D (esferas), 2D (tubos) e 1D (lamelas). A forma lamelar, matéria prima deste trabalho, se encontra na natureza em abundância, como constituinte principal das argilas bentoníticas. O objetivo geral desta tese é fazer uma proposta para a seleção, a purificação e a modificação de argilas para aplicação em nano-sistemas 1D. Um dos focos do trabalho consiste em definir as diferenças entre o que a teoria propõe para as estruturas químicas destes materiais e a realidade analítica. É estudado também como os métodos industriais, geralmente, não apenas conservam as impurezas oriundas do minério mas também geram novas impureza, particularmente no processo industrial mais utilizado que é a sodificação. Além disso, em nível de laboratório foi desenvolvido o método de “elutriação iterativa”, onde um sistema particulado é submetido a diferentes fluxos de solvente em colunas de diferentes diâmetros, o que permite em uma única operação conseguir diferentes seleções do material particulado. Foram desenvolvidos também métodos para determinar a capacidade de troca catiônica (CTC) das argilas, com uma metodologia equivalente ao processo industrial de sodificação, e que permite ter uma avaliação do excesso de reativo necessário para desalojar totalmente o cátion sódio interlamelar. Foram desenvolvidos modelos matemáticos simples para determinar a densidade na forma tactoidal e na forma de suspensões aquosas. Os resultados positivos das propostas permitiram transformar o processo original em um outro mais elaborado, que foi chamado de “Elutriação Matricial Iterativa”, onde determinadas colunas, denominadas “colunas-reatores”, poderiam receber materiais selecionados em outras colunas e submetê-los a processos sequenciais de transformação, o que foi objeto de um depósito de patente nacional sob protocolo BR102013016298-1. O resultado final consiste no fato de ter sido desenvolvido, e testado em scale-up (escala ampliada), um processo que pode ser levado à escala industrial de forma fácil e econômica. Este processo possui uma metodologia analítica de avaliação dos resultados e ferramentas de cálculo para as correções e/ou modificações do processo para qualquer material particulado, ou ainda o projeto de novas colunas para a melhoria dos processos existentes ou ampliação das ações de separação e processamento. Como recomendações para futuras pesquisas, sugere-se dedicar mais atenção às impurezas e suas possíveis ações indesejáveis, não só para o uso em nanotecnologia, mas também para usos como alimentação e cosméticos, entre outros. Além disso, como sequência dos trabalhos realizados, sugere-se ampliar o leque de aplicações e inovar a organofilização das esmectitas com cátions orgânicos que, além de aumentar o valor de d001 (distância interplanar basal), façam parte do processo de polimerização, como um iniciador ou um monômero.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Bioética, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-12-19T11:50:15Z No. of bitstreams: 1 2012_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouza.pdf: 1148449 bytes, checksum: 45f86e1bce4ce4da17fbe82041601b58 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-19T12:51:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouza.pdf: 1148449 bytes, checksum: 45f86e1bce4ce4da17fbe82041601b58 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-19T12:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouza.pdf: 1148449 bytes, checksum: 45f86e1bce4ce4da17fbe82041601b58 (MD5) / Baseada na exploração de novas propriedades derivadas da manipulação do espaço constitutivo da matéria em níveis atômicos e moleculares, a nanotecnologia promete revolucionar o processo de produção e impactar profundamente a vida humana. O objetivo da presente tese é investigar como a questão da condição humana se insere no discurso científico sobre a nanotecnologia e qual a importância desta inserção para a bioética. Para tanto, o presente estudo consiste em uma análise da moralidade da nanotecnologia a partir da revisão dos artigos científicos publicados na revista Science, no período de janeiro de 2000 a junho de 2012, cujo título ou resumo continham a palavra nanotecnologia. Dos 113 artigos analisados, 67 eram artigos técnicos, 42 eram notícias e 4 eram ensaios a respeito de política científica. A autoria foi predominantemente de jornalistas científicos da própria revista, já que os pesquisadores, para denominar e resumir seus artigos, costumam utilizar termos técnicos mais específicos referentes a materiais e técnicas correlacionados à nanotecnologia. A publicação dos artigos teve um pico no período de 2004 a 2006, quando se desenvolveram debates com fins regulatórios em todo o mundo. A maior parte dos artigos (63%) mencionava potenciais aplicações da nanotecnologia, principalmente nas áreas de síntese de materiais, biomedicina e eletrônica. Apesar do caráter eminentemente técnico dos artigos, todos eles apresentavam valorações sobre a nanotecnologia, suas potenciais aplicações e implicações. Estes valores não- cognitivos foram classificados de acordo com as seguintes categorias: cientistas, complexidade, controle, dimensão, diversidade e abrangência, evolução, fascínio, implausibilidade, importância, inovação, natureza, perfeição, performance, potencialidade, realidade, risco, sensação, simplicidade, singularidade. A análise crítica das categorias revela que a nanotecnologia é descrita pelo discurso científico como uma tecnologia nova, única e revolucionária, baseada no controle e manipulação de estruturas muito pequenas. De alta performance e caráter estratégico para diversas áreas científicas e técnicas, a nanotecnologia produz estruturas complexas que se aproximam, em beleza e função, da perfeição das estruturas naturais. Sua capacidade de potencializar e simplificar técnicas utilizadas atualmente e a possibilidade de transformar a vida cotidiana causam excitação e fascínio na comunidade científica. Esta, no entanto, ao abordar as possíveis desvantagens da nanotecnologia, descarta visões consideradas alarmistas e baseadas em cenários considerados implausíveis. O discurso científico, no entanto, não é unívoco e a descrição das características pertinentes da nanotecnologia oscila entre a natureza e a artificialidade, entre a inovação e a continuidade, entre a complexidade e a simplicidade. Estas aparentes contradições revelam polêmicas e opções discursivas características do processo de construção do conhecimento científico. As polêmicas e os esforços para aumentar sua receptividade pública, presentes no discurso científico sobre a nanotecnologia, trazem implicações importantes para a abordagem bioética dos riscos relacionados à toxicidade humana e ambiental de seus produtos. No entanto, talvez o aspecto ético mais significativo da nanotecnologia seja o convite para uma nova compreensão sobre o DNA, pois de código da vida ele passa a figurar no discurso científico como material nanotecnológico ideal. Isso anuncia uma mudança na compreensão da condição humana, hoje predominantemente mediada por uma predeterminação genética de todas as suas dimensões. A análise do discurso científico sobre a nanotecnologia ilustra a maneira como a condição humana, definida por critérios diversos ao longo do tempo, tem sido ditada recentemente pelo paradigma biotecnocientífico. Desta maneira, a nanotecnologia como objeto, ilustra a importância do estabelecimento de um diálogo, com a participação da bioética, sobre a escolha destes critérios. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Based on the new properties resulting from the manipulation of matter at the atomic and molecular levels, nanotechnology promises to revolutionize the production processes and transform human life. The objective of this thesis is to investigate how the question of the human condition is treated in the scientific discourse about nanotechnology and the bioethical implications of these developments. To that end, the present thesis consists of an analysis of the morality of nanotechnology in a bibliographical survey of the papers about nanotechnology published in Science magazine between January 2000 and June 2012. Of the 113 articles analyzed, 67 are scientific articles, 42 are news and 4 are scientific policy essays. Most of the articles were written by the magazine staff, because the researchers, instead of using the name ‘nanotechnology,’ use more specific technical terms referring materials and techniques related to nanotechnology. There was a peak of publication between 2004 and 2006, when there were many regulatory discussions around the world. Most of the articles (63%) mentioned potential nanotechnology applications, mainly in materials synthesis, biomedicine and electronics. Despite the technical character of the articles, all of them showed some kind of appraisal of nanotechnology, its potential applications and implications. These kind of non-cognitive values were sorted by the following categories: complexity, control, dimension, diversity and scope, evolution, fascination, implausibility, importance, innovation, nature, perfection, performance, potentiality, reality, risks, scientists, sensation, simplicity, singularity. The critical analysis of the categories reveals that nanotechnology is described in the scientific discourse as a new, unique, and revolutionary technology, based on the control and manipulation of very small structures. Nanotechnology presents high performance and a strategic importance for many techno-scientific areas. It produces complex structures that compares in beauty and function to natural perfection. Additionally, its ability to potentialize and simplify current techniques and the potentiality to change daily life cause excitation and fascination to the scientific community. That community, however, dismisses alarmist and implausible scenarios. The scientific discourse is not univocal and the description of the nanotechnological aspects oscillates between nature and artificiality, between innovation and familiarity, between simplicity and complexity. Those apparent contradictions reveal polemics and discursive options characteristic of the construction of the scientific knowledge. The polemics and the efforts to increase the public reception, founded in the scientific discourse about nanotechnology, raise important consequences for the ethical debate on the toxicity of nanotechnology to humans and environment. However, potentially, the main ethical aspect of nanotechnology may be the scientific invitation to comprehend the DNA diversely. In the scientific discourse about nanotechnology, that molecule known as the “code of life” turns into the most promising nanotechnological material. Given the cultural role of DNA, changing the way we comprehend it, the scientific discourse can alter our understanding of human condition. The analysis of the scientific discourse of nanotechnology illustrates how the human condition, represented differently across time, has been determined by the biotechnoscientific paradigm. Therefore, nanotechnology as a scientific object illustrates the importance of an ethical dialogue about the criteria used to determine the present representation of human condition.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2010-05-10T17:53:52Z No. of bitstreams: 1 2009_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouzaSilva.pdf: 926464 bytes, checksum: 0d2c6764110c71e0cf82cac483d35019 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-14T03:55:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouzaSilva.pdf: 926464 bytes, checksum: 0d2c6764110c71e0cf82cac483d35019 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-14T03:55:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MoniqueTeresinhaPyrrhodeSouzaSilva.pdf: 926464 bytes, checksum: 0d2c6764110c71e0cf82cac483d35019 (MD5) Previous issue date: 2009 / A emergente nanotecnologia já desperta grande comoção em torno de suas potenciais implicações. O objetivo do presente estudo é avaliar a produção bibliográfica existente a respeito das implicações éticas da nanotecnologia. Com este fim, a partir da palavra-chave “ética e nanotecnologia”, foram levantados e analisados artigos científicos, em âmbito nacional, regional e internacional, nas bases de dados específicas sobre Ciências Médicas e sobre Bioética. Foram analisados 101 artigos, 84 deles apontados pelas bases de bioética, 44 apontados pelas bases médicas, destes 27 eram comuns a ambas. A produção sobre ética e nanotecnologia se mostrou pequena diante da produção tecnocientífica internacional sobre nanotecnologia, e ainda menor nos níveis regional e nacional. O tema específico das bases de dados foi um fator secundário para a divergência entre os tipos de discurso sobre as implicações éticas da nanotecnologia. No entanto, as imagens de ciência que os autores tinham sobre nanotecnologia foram determinantes no discurso ético. Os artigos fundamentados em uma imagem científica da nanotecnologia, correspondente à descrição pelos cientistas de suas próprias atividades, foram predominantemente escritos por autores da área de bioética. Estes apontavam principalmente implicações éticas autógenas, que poderiam ser identificadas e analisadas pela ciência. Esses autores apresentaram a análise de risco como a principal abordagem ética. Os artigos fundamentados em uma imagem filosófica da nanotecnologia, que descreve a ciência a partir de contextos sociais mais amplos, foram predominantemente escritos por filósofos e cientistas sociais. Estes artigos apontavam principalmente implicações éticas heterógenas que, embora surjam como conseqüência da prática tecnocientífica em questão, não são propriamente objetos de estudo dela, demandando, portanto, análises que considerem os discursos bem como os interesses a eles subjacentes. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The potential implications of the emerging field of nanotechnology has already caused commotion. The aim of this study was to evaluate the literature on ethical implications of nanotechnology. For this purpose, national, regional and international scientific articles were collected and analyzed from specific databases on Medical Sciences and Bioethics using the keywords "ethics and nanotechnology". One hundred one (101) articles were analyzed, which included 84 cases from bioethics databases, 44 from medical databases, and 27 common to both databases. The literature on ethics and nanotechnology was scarce considering the international tecno-scientific production on nanotechnology, and even more scarce when considering regional and national levels. The specific themes of the databases were the second major reason for divergence between the types of discourse on the ethical implications of nanotechnology. The authors’ images of science on nanotechnology were the main factor in the formulation of ethical discourse. Articles based on a scientific image of nanotechnology, which corresponds to a description by the scientists of their own activities, were predominantly written by authors in the bioethics field. These authors have pointed mainly autogenous ethical implications, which could be identified and analyzed by science. The authors considered the risk analysis as the main ethical approach. Articles based on a philosophical image of nanotechnology, which describes the science starting from broader social contexts, were mainly written by philosophers and social scientists. These articles indicated heterogenous ethical implications that are not hard science subjects, but arise as a consequence of scientific practice. That approach thus requires analysis of the discourses and the interests underlying them.

Este trabalho investiga os aspectos envolvidos na transposição de escala do processo de formação de nanopartículas poliméricas. Para tanto, a partir da metodologia empregada em laboratório e com o objetivo de sistematizar o processo, os seguintes aspectos práticos devem ser considerados: (i) vazão e a velocidade de adição da fase orgânica à fase aquosa, (ii) velocidade ou faixa de velocidade de agitação durante essa adição, (iii) recuperação do solvente, máximo percentual de água presente no solvente que ainda permite a reutilização do mesmo sem a precipitação prévia do polímero na fase orgânica, (iv) efeito na qualidade final das nanocápsulas da presença de um percentual de água no solvente utilizado na fase orgânica, (v) possibilidade de reduzir a quantidade de água na fase aquosa, (vi) como deve ser a coluna de destilação para recuperação do solvente e possibilidade de utilizar outra metodologia para a concentração das nanocápsulas, como por exemplo, processo de separação por membranas. Os resultados mostraram que o método da nanoprecipitação é bastante robusto, característica esta desejada para a produção industrial. Adicionalmente, foi possível verificar a viabilidade técnica da utilização de um sistema composto por membranas cerâmicas para concentração prévia da suspensão de nanopartículas antes da etapa de recuperação do solvente. Depois da filtragem com as membranas, a suspensão apresentou índice de polidispersão menor, o que indica a retirada de “partículas” de nanoemulsão de maior tamanho. Além de aspectos técnicos, foi feita ainda a análise da viabilidade econômica de diferentes projetos contemplando quatro cenários de produção de 10, 20, 30 e 40 kg/dia de nanopartículas. A partir da análise econômica foi possível verificar qual configuração é a mais viável, além de ter sido definido o preço mínimo de venda do produto. Por fim, a modelagem e simulação do sistema de forma a predizer o tamanho e a dispersão das nanopartículas formadas foram realizadas. Os resultados da simulação deste modelo em conjunto com ferramentas de fluidodinâmica computacional permitirão se realizar o projeto de reatores visando determinar qual(is) geometrias são as mais adequadas para produzir nanopartículas com distribuição mais homogênea. / This work investigates the process of polymeric nanoparticle production scale-up. In order to scale up the laboratory procedure, the following aspects must be considered: (i) flow rate and velocity of addition of organic phase to aqueous phase, (ii) effect of the mixing rate during the addition of organic phase, (iii) solvent recovery, maximum percent of water in the solvent that still allows its reuse without the previous polymer precipitation in the organic phase as well as (iv) the effect of the water in organic phase on the nanoparticles, (v) possible reduction of water in aqueous phase, (vi) the application of distillation column to solvent recovery and the possibility of applying another methodology to nanoparticles concentration, e.g., membrane process. The obtained results showed that the nanoprecipitation is a robust production technology which is a desirable characteristic when operating an industrial plant. Additionally, it was possible to evaluate the technical viability of applying a membrane system to concentrate the nanoparticle suspension before recovering the solvent. After filtering the suspension, it presented lower polidispersion index, indicating that some nanoemulsion (concomitantly produced with the nanocapsules) were removed by the membranes. It was also analyzed the economic viability of several projects aiming to produce 10, 20, 30 and 40 kg/day of nanoparticles. From the results, it was possible to verify which one gives more profit as well as the minimum price to sell the product. This thesis also proposed a mathematical model to predict the size and dispersion of nanoparticles. The simulation results of this model together with computational fluid dynamic tools can be applied to determine which geometries are the most suitable to produce a narrow size distribution of nanoparticles.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / O presente trabalho foi motivado pelo sucesso de pesquisas atuais relacionadas à adição de corantes orgânicos nanocristalinos como sensibilizadores em células fotovoltaicas. Sabe-se que o β-caroteno é um corante orgânico natural que, ao absorver luz, exibe o fenômeno da fotoluminescência. Sendo assim, é de interesse investigar se tal molécula funciona como um bom sensor para indicar funcionalização química de nanotubos, em geral. Seguindo essa tendência, esse trabalho aplica Modelagem Molecular e apresenta simulações de dinâmica molecular e resultados baseados no funcional densidade Tight-Binding para descrever o encapsulamento do β-caroteno em nanotubos de nitreto de boro de camada única (SWBNNT). Os resultados dessas dinâmicas mostram que as moléculas de β-caroteno sofrem deformações geométricas quando encapsuladas, com mudanças significativas em sua estrutura eletrônica. Num segundo momento, investigam-se possíveis mudanças ocorridas na densidade de estados (DOS) após o processo de encapsulamento. Finalmente, comparam-se os resultados obtidos a partir das técnicas aqui empregadas com os resultados de investigações anteriores para nanotubos de carbono. / This work was motivated by the sucesso f current research related to the addition of organic dyes as sensitizers in nanocrystalline photovoltaic cells. It is known that β-carotene is a natural organic dye, the light absorbing displays the photoluminescence phenomenon. It is therefore of interest to investigate whether this molecule function as an optical sensor to indicate chemical functionalization of nanotubes in general. Following this trend, this work applies. Molecular Modeling and presents molecular dynamics simulations and results based on functional Tight-Bindind density to describe the encapsulation of β-carotene in single-layer boron nitride nanotubes (SWBNNT). The results of these dynamics show that the molecules of β-carotene suffer geometric deformations when encapsulated, with significant changes in its electronic structure. Secondly, we investigate possible changes in the density of states (DOS) after the encapsulation process. Finally, if we compare the results obtained from the techniques. Employed here in with the results of previous investigations to carbon nanotubes.

Resumo não disponível

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Design Industrial, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Carlos Alberto Miranda Duarte

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-06Bitstream added on 2014-06-13T19:16:49Z : No. of bitstreams: 1 mariscalmunoz_e_me_arafo.pdf: 3090290 bytes, checksum: 16c5f9ca343ea1d3e9b942ecb341ffbb (MD5) / A osseointegração, requisito indispensável para o sucesso dos implantes dentários, é um processo lento, caracterizado, sequencialmente, pelas etapas de adesão, diferenciação e proliferação celular, bem como pela aposição e mineralização da matriz óssea depositada por osteoblastos. Acelerar o processo de osseointegração significa reduzir o tempo de espera para a aplicação segura de uma carga funcional sobre os implantes de titânio (Ti). Sabe-se que vários fatores, tal como a topografia da superfície do Ti, influenciam diretamente o processo de osseointegração. Assim, desde que foi demonstrado que alguns padrões específicos de superfície do Ti são capazes de bio-estimular osteoblastos, favorecendo e acelerando a osseointegração, diversas técnicas de baixo custo, rápida execução e altamente reproduzíveis, tem sido propostas para tratar a superfície dos implantes. Desta maneira, o objetivo da presente pesquisa foi avaliar a capacidade de superfícies de Ti, modificadas com laser pulsado de alta potência (L) ou usinadas (U), de estimular a diferenciação e maturação de células obtidas de calvária de camundongos cultivadas sobre elas. Para isto, foram realizados ensaios laboratoriais para determinar a atividade mineralizadora das células (coloração com vermelho de alizarina e fosfatase alcalina), o metabolismo (MTT assay) e morfologia celular (MEV). A fim de melhor caracterizar a diferenciação de osteoblastos, foi realizada a reação de polimerização em cadeia (PCR) quantitativa em tempo real para analisar a expressão, pelas células cultivadas sobre as superfícies de Ti, de genes que codificam os fatores de transcrição Runx2 e Sp7 e proteínas específicas da matriz extracelular mineralizada... / The osseointegration, which plays a fundamental role in the dental implantation success, is characterized by cell adhesion, differentiation, proliferation as well as deposition and mineralization of of bone matriz by osteoblasts. To make the osseointegration process faster means reducing the period to apply a safe functional stress on the titanium (Ti) implants. A number of factors, such as the topographical surface of Ti enhances the osseointegration process. Different Ti surface treatments capable of bio-estimulating osteoblasts to accelerate the osseointegration have been evaluated. Current studies have shown that osseointegration of Ti devices is enhanced by surface roughness. In this way, the aim of the present investigation was to assess the capacity of Ti surfaces irradiated with high potency laser (L) or polished (U) to stimulate the differentiation and maturation of cells obtained from calvarian bone of mouse. Then, laboratorial protocols to evaluate the mineralizing cell activity (alizarin red assay), cell metabolism (MTT assay) as well as the morphology (SEM) of cells cultured on the Ti surfaces were carried out. To better characterize the osteoblast differentiation, the real time qPCR for expression of genes that code to the transcription factors Runx2 and Sp7 were performed. Additionaly, this protocol was also used to assess specific proteins of extracellular matrix (Spp1, Alpl, e Col1a1). The numeric data were subjected to statistical analysis. Our data demonstrated that the Ti surface L improved the osteoblast maturation capacity of calvarial osteoblasts grown over this surface. Scanning electron microscopy (SEM) revealed spheres and protrusions created by laser treatment. Laser profilometry showed a disordered surface with micrometric and/to nanometric scales features (Ra = 10.57μm). When compared to polished... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2009-09-24T18:36:53Z No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os fluidos magnéticos (FMs) são suspensões coloidais formadas por nanopartículas magnéticas (NPMs), constituídas por ferritas, tais como a magnetita (Fe3O4) e a maghemita ( Fe2O4), dispersas em meio líquido. Nos últimos anos, o uso de FM tem sido apontado como uma ferramenta promissora para diversas aplicações biomédicas. No entanto, é necessário avaliar os efeitos causados pelo uso dos FM no organismo para que estes possam se tornar uma ferramenta amplamente utilizada. Diante disso, o presente trabalho tem por finalidade avaliar as alterações morfológicas de baço, linfonodo e fígado após a administração endovenosa de fluido agnético (FM-DMSA) composto por nanopartículas magnéticas a base de maguemita recobertas por ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA) em macacos-prego (Cebus apella). Para isso, amostras de baço, linfonodo e fígado de animais controle (AC), tratado 12 horas (AE12h) e tratado 90 dias (AE90d) foram observadas através de mediante Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a fim de avaliar as possíveis alterações morfológicas e ultraestruturais, bem como citolocalizar as NPMs nos tecidos selecionados. O baço e linfonodo não apresentaram alterações morfológicas, nem mesmo infiltrado inflamatório nas amostras de AE12h e AE90d. Porém, amostras de fígado para o AE90d mostraram alterações da estrutura tecidual, com aumento dos espaços de Disse. Nas análises realizadas, o FM-DMSA se mostrou presente internalizado em vesículas no citoplasma, com aspecto granular típico. Foram realizados testes morfométricos das mitocôndrias hepáticas para todos os animais, sendo que em AE90d a área ocupada por essas organelas assumiu valor aproximadamente triplicado comparado com as amostras do animal controle, o que sugere alteração metabólica nas mesmas. O FM-DMSA não mostrou ser uma substância completamente inócua em todos os órgãos analisados, uma vez que alterações hepáticas no AE90d foram imputadas à presença do FM no tecido. Por outro lado, análises realizadas em baço e linfonodo não apontaram qualquer traço de toxicidade da amostra. Assim, não foi constatada formação de processos patológicos severos em nenhum dos órgãos analisados, o que atesta em favor da biocompatibilidade da amostra e possibilidade de sua utilização com fins diagnósticos e terapêuticos em humanos, uma vez que esses dados são inéditos no que se refere à a sua utilização em primatas. Novos testes de toxicidade e biodistribuição para o FM-DMSA devem ser realizados a fim de confirmar o potencial uso desta ferramenta para aplicações biomédicas. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic fluids (MF) are colloidal suspensions formed by magnetic iron oxide nanoparticles (MNPs) such as magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ Fe2O4), dispersed in a liquid medium. In recent years, the use of magnetic fluid has been suggested as a promising tool for various biomedical applications; however, it is necessary to evaluate the effects caused by the use of MF in the organism, so that this tool can be widely used. Therefore, the present study aims to assess the morphological changes of spleen, liver and lymph nodes after treatment with magnetitebased magnetic fluid stabilized with DMSA (2,3-dimercaptosuccinic acid) in capuchin monkeys (Cebus apella). Samples of spleen, liver and lymph node from control animal (CA), 12 hours treatment animal (EA12h) and 90 days treatment animal (EA90d) were observed by Light and Transmission Electron Microscopy (TEM), to assess the possible morphological and ultrastructural alterations, and cytolocalization of MNPs in the selected tissues. Samples of spleen and lymph node showed no morphological changes and did not display inflammatory infiltrate for EA12d and EA90d. Nevertheless, for EA90d liver samples, morphological changes in the tissue structure and Disse space were shown. In all analyses performed, the DMSA-MF was internalized in cytoplasmic vesicles. However, for EA90d liver samples, secondary lysossomes were also observed. Morphometrical tests of hepatic mitochondria were performed and analyzed for all animals, being that for EA90d these are organelles tripled its size, compared with CA. This suggests a metabolic alteration in the liver mitochondria. DMSA-MF was not proven to be completely harmless, due to the fact that hepatic alterations were attributed to the MF presence in the tissue. On the other hand, spleen and lymph nodes did not show any kind of toxic effects to their cells and any pathological process was observed, demonstrating the biocompatibles of MF. This study demonstrated the possibility of utilization of FM in diagnostic and therapies but new tests of toxicity and body distribution need to be conducted in order to evaluate the potential use of DMSA-FM as a tool for biomedical applications.