Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2016. / Submitted by Aline Mequita (alinealmeida@bce.unb.br) on 2016-06-23T20:10:08Z No. of bitstreams: 1 2016_LuizaIannydeLima.pdf: 1265570 bytes, checksum: 86d1b08c0bc06cccb797d4831c139b3a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-30T18:03:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LuizaIannydeLima.pdf: 1265570 bytes, checksum: 86d1b08c0bc06cccb797d4831c139b3a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T18:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LuizaIannydeLima.pdf: 1265570 bytes, checksum: 86d1b08c0bc06cccb797d4831c139b3a (MD5) / Sistema autonanoemusificante (do inglês, Self-nanoemulsified drug delivery system  SNEDDS) é um sistema nanotecnólogico simples que possui aplicação para liberação e entrega de fármacos. Esse sistema utiliza via de administração oral para entrega de fármacos, tendo em sua composição uma fase lipídica que pode ser composta por óleos (vegetal e animal) e agentes emulsificantes. A formação de nanogotículas ocorre quando fase lipídica entra em contato com uma fase aquosa (exemplo fluídos gastrointestinais), formando dispersões lipídicas, que facilitam a absorção e o aumento da concentração do fármaco em níveis plasmáticos. O sistema autoemulsificante é foco da presente dissertação, sendo utilizado como carreador para a molécula epiisopiloturina (EPI), um alcaloide que tem caraterística hidrofóbico, extraída de uma planta nativa brasileira da espécie Pilocarpus microphyllus, esta molécula tem se destacado por ter efeito antiparasitário, demonstrado atividade biológica in vitro e in vivo contra o parasita Schistosoma mansoni causador da esquistossomose em humanos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho consiste em incorporar o alcaloide EPI em uma formulação lipídica, sendo produzida pelo sistema autoemulsificante que promova o aumento da biodisponibilidade plasmática desta molécula. Como estratégia metodológica para produção da nanoformulação foi desenvolvida as seguintes etapas: a seleção dos componentes da fase oleosa da nanoformulação (óleo e agente emulsificante); produção das nanoformulações pelo sistema autoemulsificante; avaliação das características nanoscópicas da nanoformulação; incorporação de EPI na nanoformulação e o perfil de liberação in vitro de EPI associada na nanoformulação. A próxima etapa consiste na avaliação da biodisponibilidade de EPI em modelo experimental in vivo, usando camundongos Swiss. Como resultados, foi selecionado para fase lipídica óleo de copaíba como nanocarreador e o agente emulsificante o tensoativo cremophor EL. As melhores nanoformulações produzidas pelo sistema autoemulsificante foram as nanoformulação SNEDDS 1:1, 1:6 e 2.1 (razão óleo/surfactante), sendo estas de escolha para carrear a molécula EPI. No experimento de liberação de EPI in vitro, pelo método de dialise, foi demonstrado que o pH do meio dialisador interfere na liberação e que o pH ácido promove uma liberação mais rápida de EPI do nanocarreador. Além do mais, EPI incorporado em nanogotículas pequenas tem liberação mais rápida, comparando com nanoformulações de tamanho maiores. O teste de biodisponibilidade in vivo demonstrou que a molécula EPI carreada em lipídios promove uma maior concentração de EPI no plasma, comparado com a administração da molécula livre. As nanoformulações, contendo a epiisopiloturina, não demonstram toxicidade aos animais experimentais. Como conclusão, observou-se que a nanoformulação SNEDDS 2.1 contendo o alcaloide epiisopiloturina mostrou-se segura e eficaz para carrear e aumentar a disponibilidade plasmática do composto EPI pela via administração oral. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The emulsifying system also known as self-Nano emulsified drug delivery system-SNEDDS is a nanotechnology easy system to a application to deliver drugs. The system is administered orally is based on lipids (vegetable and animal oil) that are associated with an emulsifying agent. The formation of nano droplets occurs when the lipid phase is in contact with an aqueous phase (gastrointestinal fluid) forming lipid dispersions to facilitate the absorption and increasing the drug concentration in plasma levels. The emulsifying system it is the focus of this dissertation is used as a carrier the molecule epiisopiloturina (EPI) lipophilic compound, extracted from plant native to Brazil of plant species Pilocarpus microphyllus, highlights this is molecule antiparasitic effect biological activity in vitro and in vivo against the parasite Schistosoma mansoni, a causative agent of schistosomiasis in humans.Thus, the objective of this study is to incorporate alkaloid EPI produced the emulsifying system promotes increased plasma bioavailability of this molecule. To develop such a system three stages were followed; selection of the nanoformulation components (oil and surfactant); production of the nanoformulations; nanoformulation evaluation; incoporation of EPI in the nanoformulation and the in vitro release profile of EPI associated in the nanoformulation; after establishing the constituents elements of the nanoformulation an in vivo bioavailability test was conducted using Swiss mice. We found out that the optimum lipid phase for EPI was copaiba oil. The optimum surfactant for maintaining the emulsification was Cremophor EL. The most promising nanoformulations with EPI were SNEDDS 1:1 , 1:6 and 2.1 for the release of EPI through dialysis method. Furthermore, the pH of the solvent happened to interfere EPI release, where acidic pH favored a faster release of EPI. Moreover, the smaller droplets have quicker release in comparison to bigger droplets in the nanoformulations. The in vivo bioavailability test showed that the molecule EPI carried from lipids promotes greater concentration of EPI in plasma. The in vivo bioavailability test showed that the EPI molecule carried from lipid promotes a higher concentration of EPI in plasma compared to the administration of the free molecule. Nanoformulations EPI don’t toxic to the experiment in animals. In conclusion, we showed that SNEDDS 2.1 containing the alkaloid epiisopiloturina proved to be safe and effective for carrying and increase the availability of the compound in the plasma through oral administration.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Enfermagem, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-16T13:30:14Z No. of bitstreams: 1 2016_JackelineNeresBellucci.pdf: 5215071 bytes, checksum: 305a011acb101ad36411e0d2ab0796f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-13T22:06:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JackelineNeresBellucci.pdf: 5215071 bytes, checksum: 305a011acb101ad36411e0d2ab0796f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T22:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JackelineNeresBellucci.pdf: 5215071 bytes, checksum: 305a011acb101ad36411e0d2ab0796f5 (MD5) / Ações de ensino na modalidade parcial ou totalmente a distância têm crescido vigorosamente nos últimos anos, e as ferramentas associadas a essa modalidade de ensino têm sido desenvolvidas, possibilitando a abordagem de temas mais complexos, tais como Nanociência e Nanotecnologia (N&N), Engenharias e Tópicos específicos de Saúde. Contudo, estudos que analisam ações de ensino na modalidade de educação a distância na temática de “Nanociência e Nanotecnologia Aplicadas às Ciências da Saúde e Enfermagem” e propõem comparações entre elas, ainda demandam inúmeras reflexões. O objetivo deste trabalho foi propor três ações de ensino baseadas em diferentes estratégias didáticas, na temática do trabalho na modalidade totalmente a distância, e identificar a mais eficaz entre elas para a difusão e promoção do tema proposto. Foram desenvolvidas, por meio de abordagens qualitativas e quantitativas, três ações de ensino na modalidade totalmente EaD, fundamentadas com base na utilização de conhecimento na forma de conteúdos escritos (Turma A), recursos multimídias e vídeos (Turma B) e aulas expositivas (Turma C). Dentre os principais resultados obtidos no trabalho, destacam-se: (i) a metodologia EaD se mostrou eficiente no ensino da N&N; (ii) o parâmetro “Índice de Sucesso ou Aprovados” foi melhor avaliado para Turma A (39,6%), enquanto a Turma C exibiu o menor valor (12,5%) e, consequentemente, a Turma A apresentou o menor valor de “Insucesso ou Não Aprovados”, e para o índice de “Evasão” a Turma C obteve o maior valor (29,7%); e (iii) o parâmetro “Média da Avaliação de Retenção do Conhecimento” por ação de ensino exibiu valores percentuais altos, porém decrescentes, sendo iguais a 88% para a Turma A, 85% para a Turma B e 76 % para a Turma C. Os resultados apontam para a possibilidade de utilização de ações de ensino na modalidade totalmente a distância, para a transmissão e difusão do conhecimento associados à Nanociência e Nanotecnologia Aplicadas às Ciências da Saúde e Enfermagem. A temática atraiu o interesse de cursistas de diversas áreas do conhecimento, sendo que a estratégia de ensino associada à utilização de conteúdos escritos (Turma A) se mostrou mais eficaz e exibiu, de maneira geral, melhor avaliação e maior aproveitamento por parte dos cursistas. / Both part-time and distance education have become increasingly more widespread in the last few years, and consequently the tools related to these kinds of education have also developed, enabling an approach to more complex issues such as Nanoscience and Nanotechnology (N&N), Engineering and Health related topics. However, studies and comparisons related to distance education in the field of "Nanoscience and Nanotechnology Applied to Health Sciences and Nursing" still require reflection. The aim of this study is to propose three teaching methods based on different teaching strategies for distance education and to identify the most effective of them for the dissemination and promotion of the theme. By means of the use of qualitative and quantitative approaches, three teaching methods have been developed for distance learning based on the use of knowledge in the written form (Class A), multimedia features and videos (Class B) and lectures (Class C). The main results of the work show: (i) the distance education methodology was efficient in the teaching of N&N; (ii) the parameter "Success Index or Approved" was more highly rated for Class A (39.6%), while Class C showed the lowest value (12.5%) and, consequently, Class A showed the lowest value "Failure or not Approved", and the index "Evasion" Class C had the highest value (29.7%); and (iii) the parameter "Average Knowledge Retention Assessment" showed high percentages, but decreasing to 88% for Class A, 85% for the Class B and 76% for Class C. The results appear to indicate the possibility of using educational methods for distance learning for the transmission and dissemination of knowledge related to Nanoscience and Nanotechnology applied to Health Sciences and Nursing. The theme attracted the interest of course participants possessing different areas of knowledge and the teaching strategy associated with the use of the written form (Class A) was more effective, exhibiting better evaluation and a higher rate of use by the course participants in general. / Acciones de enseñanza de manera parcial o totalmente a distancia han crecido rápidamente en los últimos años y el desarrollo de herramientas asociadas a este tipo de educación crecen de manera gradual, lo que permite el enfoque de cuestiones más complejas como la nanociencia y la nanotecnología (N + N), la ingeniería y temas específicos como es el caso de la Salud. Sin embargo, los estudios dedicados a las acciones educativas en la modalidad de educación a distancia sobre temas relacionados a "la nanociencia y la nanotecnología aplicada a la Ciencia de la Salud y Enfermería" y propone comparaciones entre ellos aún requieren muchas reflexiones. El objetivo de este estudio fue proponer tres acciones de enseñanza mediante diferentes estrategias didácticas, basada en la modalidad de trabajo totalmente a distancia e identificar la más eficaz entre ellos para la difusión y promoción del tema propuesto. Fueron desarrollados, mediante métodos cualitativos y cuantitativos, tres acciones de enseñanza en la modalidad de educación totalmente a distancia, basadas en el uso del conocimiento en la forma de contenido escrito (Clase A), características y videos (Clase B) y conferencias multimedia (Clase C). Los principales resultados obtenidos en este trabajo son: (i) la metodología de educación a distancia fue eficiente en la enseñanza N + N; y (ii) el parámetro "Índice de éxito o Aprobado" obtuvo mejor puntuación para la Clase A (39,6%), mientras que la Clase C presentó el valor más bajo (12,5%) y, como consecuencia, la Clase A presentó el valor más bajo del parámetro "Sin éxito o no aprobados". Con respecto al índice de "evasión", la Clase C obtuvo el valor más elevado (29,7%). Los resultados permiten considerar la posibilidad del uso de las acciones educativas en la modalidad completamente a distancia para la transmisión y difusión de los conocimientos relacionados a nanociencia y nanotecnología aplicada a las ciencias de la salud y enfermería. El tema atrajo interés de alumnos de distintas áreas del conocimiento, además la estrategia docente asociado al uso de contenido escrito (Clase A) fue la más eficaz y presento, en general, mejor evaluación y mejor rendimiento de los participantes en el curso.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5645.pdf: 3965353 bytes, checksum: ee685f0c919d12a4e453a7ada815318b (MD5) Previous issue date: 2013-02-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The drug delivery systems (DDS) shows several advantages when compared with traditional release systems, such as allowing the employment of lower plasmatic concentrations of drug, having greater efficiency, and minimizing side effects. The improvement of drug delivery depends strictly on the choice of an adequate support allowing to effectively controlling the drug release. All systems use a physical or chemical barrier that control the speedy of release and ensure the desired doses. In this sense, the use of biopolymers and some inorganic hybrid materials as a solid support, such as layered doubles hydroxides (LDH), is of great interest, due to biocompatibility and biodegradability. In this study a series of distinct bionanocomposites were developed and their properties and potential to be used as drug delivery systems explored, creating complexes with high applicability. Gastroresistant and mucoadhesive chitosan-pectin beads for mesalazine release were synthesized in pure form or intercalated LDH compounds, aiming to simulate the in vivo conditions. Another bionanocomposite was also synthesized to be used as a drug carrier consisting of a blend of alginate polysaccharide and magnetic and graphite nanoparticles, in two different pharmaceutical forms: beads and films. This work evaluated the efficacy of these new matrices when the associate drug is previously immobilized on a LDH-based inorganic solid. The compositional and structural characterizations of all these bionanocomposites allowed to conclude that there was an intercalation of the drugs between the LDH layers were satisfactorily, suggesting a compatibility of the system. The physical properties of the beads and films, such as water uptake, encapsulation efficiency, control release, and mechanical properties, were improved when hybridized with the nanoparticles. These results indicate that the bionanocomposites synthesized are promising to further use in drug delivery systems and other substances, exhibiting high applicability in several areas, from biomedicine to agriculture, for example, in the control of fertilizer or herbicides release. / Os sistemas de liberação controlada de fármacos apresentam uma série de vantagens em relação aos sistemas de liberação tradicionais, como permitir o uso da droga em menores concentrações plasmáticas, maior eficiência e a minimização de efeitos colaterais. A melhora no desenvolvimento de liberação controlada de fármacos depende estritamente da escolha de um suporte adequado capaz de controlar a liberação da droga de forma eficaz. Todas as formulações de sistemas de liberação controlada utilizam uma "barreira" física ou química, que controla a velocidade de liberação e assegura a dose desejada. Neste sentido, a utilização de biopolímeros e de certos materiais híbridos inorgânicos, tal como os hidróxidos duplos lamelares (HDL) como um suporte sólido, são de grande interesse devido às suas propriedades de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Neste trabalho foram desenvolvidos uma série de diferentes bionanocompósitos e seu potencial para a liberação controlada de fármacos foi explorado, através de uma nova abordagem, criando sistemas com elevada aplicabilidade. Foram sintetizadas microesferas à base de quitosana/pectina gastrorresistentes e mucoadesivas para liberação de 5-Aminosalicilato em sua forma pura ou em compostos de intercalação com HDL, visando uma liberação in vitro que simulasse as condições in vivo. Outros bionanocompósitos foram sintetizados, através da associação entre o polissacarídeo alginato e nanopartículas de grafite magnético, estudo pioneiro da matriz biohíbrida magnética, a fim de ser utilizada como carreadora de fármaco em dois novos sistemas: de microesferas e de películas. Este estudo avaliou a eficácia dessas novas matrizes quando se associam fármacos previamente imobilizados em HDL. As caracterizações composicionais e estruturais de todos os novos bionanocompósitos sintetizados permitiram inferir que os fármacos foram intercalados satisfatoriamente por entre as lâminas do HDL, e ainda, que os sistemas eram compatíveis entre si. As propriedades físicas das microesferas e películas tais como absorção de água, eficiência de encapsulação e de liberação controlada, juntamente com as propriedades mecânicas, foram melhoradas quando compostas por matrizes híbridas. Tais resultados apontam que os bionanocompósitos sintetizados são promissores como futuros sistemas de liberação controlada de fármacos e outras substâncias, podendo ter elevada aplicabilidade em diversos setores, desde a área biomédica até a agricultura, por exemplo, na liberação controlada de fertilizantes e herbicidas.

Orientador: Prof. Dr. Dante H. Mosca / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 29/06/2016 / Inclui referências : f. 130-138 / Resumo: Neste trabalho são descritos diversos tipos de análises morfológicas, composicionais, estruturais e magnéticas de filmes finos de espessura nanométrica de ligas Ni-Mn-Ga ferromagnéticas preparadas pela técnica de epitaxia de feixe molecular sobre substratos comerciais de GaAs(111)B e InAlAs/AlAs/GaAs(001), além de nanomembranas desses filmes obtidas por processos de microfabricação usando técnicas de litografia. As ligas Ni-Mn-Ga estudadas possuem estequiometrias onde as proporções Ni:Mn:Ga foram mantidas próximas de 2:1:1 e 1:1:1. A Análise composicional dos filmes finos e o monitoramento da evolução da morfologia foi realizada in situ por espectroscopia de fotoelétrons e de difração de elétrons de alta energia refletidos, respectivamente. Em casos específicos a análise composicional foi realizada ex situ. A investigação da estrutura cristalina foi realizada ex situ por difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. A morfologia dos filmes foi estudada por microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura. Sobre os substratos de GaAs(111) foram estudados filmes finos com três estequiometrias. A primeira delas é a liga (????,????)2???? com espessura estimada em 10 nm. Esses filmes apresentam estrutura cristalina hexagonal com razão ??/?? = 1,27. As relações de epitaxia entre a liga e o GaA (111) encontradas no plano e fora do plano dos filmes foram (1¯10)(????,????)2???? (1¯10) ???????? e (0002)(????,????)2????(0002)????????. A temperatura ambiente, os filmes são ferromagnéticos com alta anisotropia de magnetização de saturação???? abaixo de 50 K. A segunda composição sobre GaAs(111) é a liga ????1,92????1,16????0,92, que apresenta estrutura cristalina cúbica com parâmetro de rede ??=5,88 Å e são altamente texturizada na direção [110], satisfazendo assim a relação (110)????1,92????1,16????0,92//(110)????????. Esses filmes finos são ferromagnéticos a temperatura ambiente com ???? ? 450?? e transformação martensítica ???? ? 180??, sendo também observada anomalia na magnetização nas medidas MxT o que sugere a transformação pré-martensítica com ???? ? 285??. Filmes finos da liga ????2.8????0.6????.6 com 40 nm foram crescidos sobre GaAs (111) e GaAs (001). Esses filmes apresentam estrutura cristalina tetragonal e caráter policristalino com razão ??/?? igual a 1,90 e 2,01 para os substratos de GaAs (111) e GaAs (001), respectivamente. A temperatura ambiente os filmes finos apresentam fraco comportamento ferromagnético com temperatura de Curie ???? em torno de 320 K. Foi observado que a temperatura de transição martensítica ???? coincide com a temperatura de Curie e a anisotropia magnetocristalina é forte à 10 K. Os filmes crescidos sobre InAlAs/AlAs/GaAs(001) com 30 nm de espessura foram submetidos ao processo de litografia e remoção seletiva da camada de sacrifício de AlAs, obtendo-se assim membranas com espessura nanométrica que se enrolam conforme o grau de tensão mecânica residual, formando rolos com diâmetro de 5 ???? e comprimento de alguns milímetros (limitado apenas pelo tamanho da amostra). A caracterização estrutural por microscopia eletrônica de transmissão mostrou que após a formação das membranas ocorre a relaxação da estrutura cristalina ocasionando a diminuição dos parâmetros de rede. A caracterização magnética das nanomembranas mostrou que a anisotropia magnetocristalina, antes forte nos filmes finos, desaparece devido ao efeito de relaxação da tensão residual dos filmes. Além do interesse científico das propriedades e comportamentos físicos dessas ligas ferromagnéticas na escala nanométrica, os resultados obtidos estabelecem bases concretas para o desenvolvimento de nanodispositivos sensores e atuadores com funcionalidades termomagnéticas e magnetomecânicos com geometria bi e tridimensional / Abstract: In this thesis we studied thin films of Ni-Mn-Ga based alloys in three different compositions grown on GaAs(111) and InAlAs/AlAs/GaAs(001) substrates by molecular beam epitaxy. Moreover, rolled- up nanomembranes of Ni-Mn-Ga thin films were microfabricated on GaAs(001) using lithograph methods and subsequently released by etching. Standard ex situ investigations for both, thin films and rolled-up structures, were performed by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, atomic force microscopy and vibrating sample magnetometer. In situ characterization was carried out by reflection high-energy electron diffraction during the substrate preparation and thin films growth and post-growth by X-ray photoelectron spectroscopy. The first alloy studied was (????,????)2????/GaAs(111) 10 nm film thickness. Structural characterization show hexagonal crystalline structure and ??/?? ratio of 1,27. Beside that, in-plane and out-of-plane epitaxial relationship are (1¯10)(????,????)2???? (1¯10) ???????? and (0002)(????,????)2????(0002)????????, respectively. Thin films are ferromagnetic at room temperature, exhibiting anomalous saturation magnetization below 50 K. Increasing Ni concentration, the second composition examined was ????1,9????1,2????0,9. Structural investigations show high (110)-textured thin films with martensite structure (??21) at room temperature and lattice constant ?? = 5.88 Å. In addition, epitaxial relationship out-of-plane it is (110)????1,9????1,2????0,9//(110)????????. Magnetic characterization shows weak magnetic behavior at room temperature and Curie temperature of 450 K, suggesting martensitic transformation at ?180 K, which were estimated from FC-ZFC magnetization. Ni rich ????2.8????0.6????.6 thin films were grown on GaAs(111) and GaAs(100) with thickness of 40 nm. X-ray diffraction and transmission electron microscopy revel polycrystalline thin films indicating ??/?? ratio of 1.90 and 2.01 for films grown on both substrates, e.g GaAs (111) and GaAs(001), respectively. At room temperature thin films exhibit weak hysteresis loops with Curie temperature of ?320 K. An interesting result is simultaneous occurrence of first-order martensite transformation and paramagnetic/ferromagnetic transition (?320 K). In the last chapter is shown the rolled-up structures prepared on InAlAs/AlAs/GaAs(001) from ferromagnetic thin films with 30 nm of thickness. Morphological analysis show rolled-up structures with a typical diameter of 5 ????. After roll-up compressive relaxation takes place decreasing the lattice parameters ?? and ??. Magnetic behavior it is drastically affected by crystalline structure evolution. The hysteresis loops in-plane fit with the out-of-plane loop showing low magnetocrystalline anisotropy after the nanomembranes roll-up into tubular geometry.

Orientadora : Profª. Drª. Graciela Inês Bolzon de Muñiz / Coorientadores : Prof. Dr. Alan Sulato de Andrade, Prof. Dr. Leonardo Simon, Profª. Drª. Silvana Nisgoski / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 29/09/2016 / Inclui referências / Área de concentração : Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais / Resumo: As nanoceluloses têm sido estudadas como biopolímeros de alta tecnologia para aplicação em diversos materiais, especialmente para o desenvolvimento de filmes. O objetivo desse trabalho foi avaliar a aplicação de celulose microfibrilada (CMF) de Eucalyptus sp. para a aplicação em recobrimento e barreira de filmes celulósicas, assim como o desenvolvimento de um biofilme onde a CMF possa atuar como reforço em uma matriz de amido (mandioca e mandioca hidroxiproprilado). Foram utilizadas CMF's de duas fontes: CMF laboratorial produzida nomoinho desfibrilador Masuko utilizando polpa branqueada e não branqueada; e a CMF industrial com diferentes graus de fibrilamento. As CMF's foram caracterizadas morfologicamente e termicamente. As folhas celulósicas com as deposições superficiais e os biofilmes foram caracterizados morfológica, física, mecânica e termicamente. Os resultados mostraram o desenvolvimento de materiais promissores para o setor de embalagens, com ganhos nas propriedades mecânicas, físicas e térmicas, porém a principal limitação do uso do amido e da CMF foi quanto a sua alta afinidade por umidade, o que limita a aplicação em ambientes com tempo elevado de exposição a umidade. A aplicação do filme de CMF reduziu significativamente a absorção de água, porém os resultados indicam que este ainda não é um material totalmente impermeável para determinadas aplicações. Uma aplicação potencial poderia ser quanto ao seu uso em embalagens emalimentos vendidos em padarias e fast foods, onde o tempo de contato com a umidade e óleos é mais curto. Já o biofilme de amido de mandioca apresentou características potenciais para o desenvolvimento de um bioplástico com boas propriedades físicas e mecânicas. Palavras-chave: CMF. Embalagens. Nanotecnologia. Filme celulósico. Impermeabilidade. / Abstract: Nanocelluloseshave been studied as a high-tech biopolymer to use in various materials, especially for the packaging industry. The aim of this study was to evaluate the application of microfibrillated cellulose (MCF) from Eucalyptus sp. for use in cellulosic sheet coatings and cellulosic film barriers as well asto develop a biofilm where MCF can acts as a reinforcement in a starch matrix (hydroxipropilated cassava starch and cassava starch). MCFs were used from two sources: MCF produced in a laboratory with a Masuko defibrillator mill using bleached and unbleached pulp and industrial MCF with different degrees of fibrillation. The MCF's were characterized morphologically and thermally. The cellulosic sheets with the superficial deposits and biofilms were characterized by morphologic, physical, mechanical and thermal properties. The results show potential for a promising new material for the packaging sector with improvements in mechanical, physical and thermal properties. The major limitation on the use of starch and MCF was its high affinity for moisture, which limits its application in environments with exposure to moisture for long periods. The application of the MCF film significantly reduced the absorption of water, but the results indicated that the MCF film was not a completely waterproof material for certain applications. Since thecassava starch biofilm showed potential features for the development of a bioplastic with good physical and mechanical properties, one potential application could be in bakery and fast food packaging where the contact time with moisture and oils is shorter. The cassava starch biofilm showed potential features for the development of a bioplastic with good physical and mechanical properties. Keywords: MCF. Packaging. Nanotechnology. Cellulosic film. Impermeability.

A busca por fontes de energias renováveis é um assunto de grande interesse mundial, devido à demanda crescente de energia, à instabilidade dos preços do petróleo, e aos problemas ambientais. Neste contexto, os filmes finos automontados ganharam uma especial atenção devido às inúmeras aplicações, dentre elas a construção de materiais geradores de energia fotovoltaicos e fotoluminescentes. Portanto, o principal objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar filmes finos produzidos através da técnica camada por camada (ou do inglês “Layer-by-Layer” (LbL)) suportados em celulose bacteriana (CB), utilizando os polieletrólitos fracos hidrocloreto de polialilamina (PAH) e poli(ácido acrílico) (PAA) combinados com dióxido de titânio (TiO2) e nanopartículas de ouro (NPs Au), visando à produção de dispositivos flexíveis capazes de produzir gás hidrogênio (H2) por fotocatálise. As regiões de absorção das soluções de ácido tetracloroáurico (HAuCl4) e TiO2 foram determinadas por espectroscopia de absorção molecular na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). Por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho (FTIR) foi possível verificar a superfície e as bandas características da celulose, respectivamente. Através da técnica de difração de raios-X (DRX), calculou-se o tamanho médio do cristalito do TiO2 que foi de 5 ± 0,6 nm. Nos filmes, a presença das NPs Au foi confirmada por UV-Vis e DRX. Pelas micrografias de MEV foi possível avaliar a superfície dos filmes produzidos contendo TiO2 e sal de ouro. A confirmação da presença desses materiais inorgânicos nos filmes foi realizada através da espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e do mapeamento por pontos (MP). A morfologia e distribuição dessas NPs Au nos filmes produzidos foram analisadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelando valores em escala nanométrica. Por fim, os filmes reduzidos pela luz UV foram analisados por cromatografia gasosa (CG) para avaliar a produção de H2 e aquele que se mostrou mais eficiente foi o filme {(PAH+TiO2)4,0 (1:1)/PAA4,0}21, o qual apresentou maior interação com o TiO2 durante o processo de deposição das multicamadas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-24T13:21:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Nicolle Dal Acqua.pdf: 3858377 bytes, checksum: fb90662acbd9d8e311671f3e5e7b4855 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-24T13:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Nicolle Dal Acqua.pdf: 3858377 bytes, checksum: fb90662acbd9d8e311671f3e5e7b4855 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The search for renewable energy sources is a subject of great interest worldwide due to growing energy demand, instability in oil prices and environmental problems. In this context, the self-assembled thin films have gained special attention due to numerous applications, among them the construction of photovoltaic energy generating materials and photoluminescent. Therefore, the main objective of this work was to prepare and characterize thin films produced by layer-by-layer (LbL) supported on bacterial cellulose (BC) using the weak polyelectrolyte polyallylamine hydrochloride (PAH) and poly (acrylic acid) (PAA) combined with titanium dioxide (TiO2) and gold nanoparticles (Au NPs), in order to produce flexible devices capable of producing hydrogen gas (H2) by photocatalysis. The absorbance of the solutions regions of tetrachloroauric acid (HAuCl4) and TiO2 were determined by molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet and visible (UV-Vis). Through the techniques of scanning electron microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR) was possible to check the surface and the characteristic bands of cellulose, respectively. Through the technique of X-ray diffraction (XRD), we calculated the mean crystallite size of TiO2 that was ~ 5 nm. In films, the presence of Au NPs was confirmed by UV-Vis and XRD. For micrographs were able to evaluate the surface of the films produced containing TiO2 and gold salt. Confirmation of the presence of inorganic materials in the films was performed by energy dispersive spectroscopy (EDS) and mapping points (MP). The morphology and distribution of Au NPs in the films produced were analyzed by transmission electron microscopy (TEM) revealed values in the nanometer range. Finally, the films reduced by the UV light was analyzed by gas chromatography (GC) to evaluate the production of H2 and one that is more efficient film was {(PAH + TiO2)4.0 (1:1)/PAA4,0}21, which showed greater interaction with TiO2 during the deposition process of the multilayer.

A busca por materiais provenientes de matérias-primas renováveis e de baixo impacto ambiental é um dos campos que mais atrai pesquisadores na área da engenharia. A necessidade de substituir materiais oriundos de fontes não sustentáveis, tais como o petróleo, é o principal fator que motiva os estudos nessa área. Um dos materiais mais promissores nesse campo é a celulose, biomassa mais abundante no planeta. A celulose pode ser obtida de fontes naturais, mas também é descartada pelas indústrias moveleira e papeleira. É necessário dar um destino a esse resíduo, e a sua transformação em nanocelulose é uma das alternativas. A aplicação da nanocelulose em compósitos é muito visada, pois estes materiais podem oferecer uma série de vantagens: boas propriedades óticas e mecânicas, estabilidade dimensional e reciclabilidade. Assim, o presente estudo tem como objetivo obter celulose nanofibrilada (CNF) a partir de resíduos de celulose não branqueada de Pinus sp. (CNF-P) e de celulose branqueada de Eucalyptus sp. (CNF-E), e avaliar as propriedades físicas, térmicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos CNF/resina poliéster. Os resíduos de celulose foram moídos em moinho Masuko MKCA 6-2 (3% m/v). Foi feita troca de solvente para álcool 96 °GL, e a suspensão foi seca em extrator supercrítico. As CNFs obtidas foram dispersas em resina poliéster utilizando agitação mecânica nas concentrações de 0,5%, 1% e 2%. Os compósitos foram preparados por casting de resina. Foi avaliada a composição química da polpa de celulose, e foi realizada caracterização da celulose de origem e das CNFs obtidas através de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura. Os compósitos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas, dinâmico-mecânicas e termomecânicas . Foram obtidas nanofibras de celulose com diâmetro médio de 70-90 nm e densidade aproximada de 0,3 g/cm³. A celulose de Pinus sp. e a celulose de Eucalyptus sp. tiveram percentual de α-celulose de 72,7% e 92,6%, respectivamente. A composição química das CNFs não foi alterada durante os processos de micronização e de secagem supercrítica. A cristalinidade das CNFs obtidas diminui após a moagem. A densidade dos compósitos não foi alterada. O compósito CNF-E-1% teve menor absorção de água, próxima aos valores da resina pura. O módulo de armazenamento dos compósitos foi mais elevado para o compósito CNF-E-2%. Na análise do módulo de perda, todos os compósitos dissiparam mais energia em relação à resina pura, evidenciando boa interação na interface fibra/matriz. A temperatura de transição vítrea não foi alterada significativamente. A energia de ativação na transição-alfa aumentou no compósito CNF-E-1%, indicando melhor interação na interface. O menor coeficiente de expansão térmica foi encontrado para o compósito CNF-E-1%, cujo valor foi 60% menor do que o da resina pura na temperatura de 130 °C. De modo geral, as fibras branqueadas de Eucalyptus sp. mostraram ser uma alternativa melhor e mais eficiente para obtenção de CNFs, possibilitando a obtenção de compósitos com melhores propriedades dinâmico e termomecânicas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-11-24T15:13:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Lavoratti.pdf: 4893168 bytes, checksum: 90e8de6bcc08aab95b298b09ba1c693b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-24T15:13:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Lavoratti.pdf: 4893168 bytes, checksum: 90e8de6bcc08aab95b298b09ba1c693b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / The search for low-impact, renewable materials is a recent research topic. The need to substitute materials from non-renewable sources is one of the main motivations for such studies in this area. In this context, one of the most promising materials is cellulose, the most abundant biomass on Earth. Cellulose can be obtained from many natural sources, but it is also largely discarded by the paper and wood industry. As such, it is necessary to give these residues a proper destination, and the processing of cellulose waste into nanocellulose is one of the alternatives. The application of nanocellulose in composites is greatly studied, as these materials have many advantages, such as good optical and mechanical properties, weight reduction and recyclability. The present study aims to enable low-cost production of cellulose nanofibers (CNF) from Pinus sp. (CNF-P) and Eucalyptus sp. (CNF-E) cellulose waste, and to evaluate the physical, thermal and dynamic-mechanical properties of polyester resin/nanocellulose composites. Cellulose waste was ground in water (3% wt per volume) in a Masuko MKCA 6-2 grinder at 2,500 rpm until gel was formed. Solvent exchange steps to ethanol 96 °GL were performed, and the gel suspension was dried in a supercritical dryer, using carbon dioxide as supercritical fluid. The obtained nanofibers were dispersed in polyester resin in concentrations of 0.5, 1 and 2 wt%. The samples were prepared by resin casting into rubber silicone molds, and cured in situ at 25 °C for 24 h. Two post-curing steps were performed: 6 h at 80 °C and 2 h at 120 °C. The CNFs were evaluated on their chemical composition and density. Thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and and field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) were also performed. Composite samples were evaluated on their density and water absorption. The dynamic mechanical analysis (DMTA) of the composites was performed at different frequencies. Thermal mechanical analysis was used to evaluate the coefficient of thermal expansion of the composites. Low-density (aproximately 0.3 g/cm³) CNFs with a mean diameter of 70-90 nm were succesfully obtained. The chemical composition of the cellulose waste revealed that both have a high initial cellulose content of 72.7 % for unbleached Pinus sp. and 92.6% for bleached Eucalyptus sp. The overall chemical composition of the original cellulose and the obtained CNFs evaluated by FTIR was not changed. CNFs were less thermally stable than the cellulose waste. The crystallinity index of CNFs reduced after grinding. Density of the composites was not altered. Water absorption tests revealed that the CNF-E-1% composite had the lowest values, close to that of the neat resin. The storage modulus obtained by DMTA was the highest for CNF-E-2%. Loss modulus was higher for all composites in comparison with the neat resin, evidencing interactions in the fiber/matrix interface. Glass transition temperature was not significantly altered. The activation energy of the alpha transition was the highest for CNF-E-1%, which may denote better interaction at the fiber/matrix interface. The lowest thermal expansion values were found for CNF-E composites, and the CNF-E-1% composite had a CTE 60% lower than neat resin at 130 °C. Overall, bleached Eucalyptus sp. was found to be a more efficient source of CNFs in this study, yielding the best dynamic mechanical and thermal properties.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-11Bitstream added on 2014-06-13T18:58:31Z : No. of bitstreams: 1 souza_gg_me_sjrp_parcial.pdf: 7508700 bytes, checksum: 81a7b2728671b36d2821940a1b763c2d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / ZnO tem sido extensivamente estudado devido à sua importância como semicondutor, suas inúmeras aplicações, alta abundância natural, baixo custo e alta estabilidade química e térmica. Desta forma, neste trabalho preparou-se este semicondutor contendo diferentes concentrações de Eu(III) para produzir sistemas do tipo Core/Shell no intuito de investigar e modular suas propriedades ópticas, morfológicas e estruturais com especial interesse nas propriedades elétricas (bandgap) dos sistemas obtidos, visando aplicação em dispositivos ópticos e/ou sensores químicos. Realizou-se a sistematização da metodologia via método Pechini, onde se conseguiu estabelecer uma rotina de preparo das partículas Core/Shell a partir de um controle do pH do meio para comparação com o ZnO puro. Foram obtidos três tipos de amostras, dois deles iniciando-se o recobrimento de ZnO com sucessivas camadas de Eu2O3 em 2 e 4%, respectivamente, até quatro camadas, e um terceiro tipo onde as camadas foram intercaladas entre ZnO e Eu 2O3 mantendo-se a porcentagem de 2%, até completar 3 camadas. Análises de difração de raios X confirmaram a formação das fases dos óxidos de Zn e de Eu e os parâmetros obtidos indicaram que a rede deve estar sendo comprimida com a inserção de camadas. Combinando resultados de luminescência e de difração de raios X verificou-se que o Eu(III) deve estar ocupando um retículo cristalino com simetria cúbica distorcida, além de ser muito pouco provável a transferência de energia ZnO → Eu. Já se comparando dados de luminescência com os de reflectância difusa observou-se a provável formação das camadas externas (aumento da concentração de Eu(III) após cada recobrimento) e diminuição da intensidade relativa de emissão devido ao efeito quenching ou supressão por concentração, permanecendo em todos os... / ZnO has been extensively studied because of its importance as a semiconductor, its many applications, high natural abundance, low cost and high chemical and thermal stability. Thus, in this work this semiconductor was prepared containing different concentrations of Eu(III) to produce Core/Shell type systems in order to investigate and modulate their optical properties, morphology and structure with special interest in the electrical properties (bandgap) of the obtained systems aiming their application in optical and/or chemical sensors. The methodology systematization via Pechini method was performed whereas a routine of Core/Shell particles preparation was established using a pH control for comparison with the pure ZnO. Three kinds of samples were obtained, two of them initiating the coating of successive layers of ZnO with Eu 2O3 2 and 4%, respectively, up to four layers, and a third type with the intercalation of layers between ZnO and Eu 2O3 maintaining the percentage of 2% until 3 layers. X-ray diffraction analysis confirmed the formation of the Zn and Eu oxides phases and the parameters obtained indicated that the network must be being compressed by inserting layers. Combining the luminescence and X-ray diffraction results it was showed that the Eu(III) must be occupying a distorted cubic symmetry crystal lattice, and also that it is very unlikely energy transfer between ZnO→Eu(III). The comparison among luminescence and diffuse reflectance data revealed the probable formation of the outer layers (increasing the concentration of Eu(III) after each coating) and reduced relative emission intensities due to the effect of concentration quenching, remaining in all systems studied the characteristic of semiconductor. SEM images showed that with the increase of the layers the coating occurs on the surface of the clusters... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marlus Chorilli / Banca: André Rolim Baby / Banca: Juliana Maldonado Marchetti / Resumo: O p-metoxicinamato de octila (OMC) vem sendo empregado em protetores solares objetivando a prevenção do câncer de pele e envelhecimento precoce. Todavia, estudos têm detectado a presença deste filtro solar em amostras de sangue, urina e leite após sua administração cutânea. Para promover a retenção do OMC nas camadas mais externas da pele, bem como protegê-lo da fotodegradação, sua incorporação em carreador lipídico nanoestruturado (CLN) pode ser interessante, pois este sistema permite maior retenção cutânea do ativo e consequentemente menor permeação pela pele, além de maior proteção e encapsulação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de CLN como estratégia para incorporação do OMC. Os CLNs foram compostos por: miristato de miristila (MM) como lipídeo sólido, triglicerídeo de ácido cáprico e caprílico (TACC) como lipídeo líquido e tween 80 (T80) como tensoativo (F1), associados ou não à fosfatidilcolina de soja (FS) - F2 ou óleo de rícino (OR) - F3. O OMC foi adicionado na fase lipídica na concentração de 1,0%, obtendo-se as formulações F1.OMC, F2.OMC e F3.OMC. A caracterização dos sistemas foi realizada a partir de análises de diâmetro médio, polidispersidade, potencial zeta, calorimetria diferencial exploratória, microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura. Foi realizada a eficiência de encapsulação das formulações, além de ensaios de determinação do fator de proteção solar (FPS), liberação, permeação, retenção cutânea e citotoxicidade ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The octyl methoxycinnamate has been used in sunscreens aiming at the prevention of skin cancer and premature aging. However, studies have detected the presence of this UV filter in samples of blood, urine and milk after topical administration. To promote the retention of the OMC in the outer layers of the skin and protect it from photobleaching, their incorporation into nanostructured lipid carrier (NLC) can be interesting because this system allows greater skin retention of active and therefore less permeation through the skin, besides greater protection and encapsulation. The objective of this study was to evaluate the potential of NLC as a strategy for incorporating the OMC. The NLCs was composed of: myristate miristila as solid lipid, acid triglyceride capric and caprylic as liquid lipid and tween 80 as surfactant (F1), associated or not with soy phosphatidylcholine (F2) or castor oil (F3). OMC was added to the lipid phase in a concentration of 1.0% to yield the F1.OMC, F2.OMC and F3.OMC formulations. The characterization of the systems was conducted from analysis of average diameter, polydispersity, zeta potential, differential scanning calorimetry (DSC), atomic force microscopy and scanning electron microscopy. The encapsulation efficiency of the formulations was carried out, as in vitro assays like sun protection fator (SPF), release, skin permeation, skin retention and cytotoxicity. Also, an analytical method was developed to quantify the OMC using liquid chromatograp... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Anderson Andre Felix / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Rosario Elida Suman Bretas / Resumo: Neste trabalho, as propriedades sensoras de gás de nanoestruturas de óxido de estanho puras (SnO2) e híbridas (SnO2-Pt, SnO2-CuO e SnO2-CuO-Pt) foram estudadas na presença de diferentes gases. Os materiais foram sintetizados pelo método de electrospinning seguido por tratamento térmico e, posteriormente, foram caracterizados por termogravimetria (TG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com emissão por campo (MEV-FEG), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por dispersão em energia de raios X (EDS), microscopia de força atômica (AFM) e área de superfície específica e porosidade (BET). O foco principal do trabalho foi analisar a resposta dos materiais sintetizados como sensores de gás para a detecção de gases tóxicos e inflamáveis em baixas concentrações e em uma temperatura de operação de 300 °C. Os resultados obtidos a partir das caracterizações estruturais e morfológicas mostraram que o método de electrospinning permite a obtenção de materiais unidimensionais (1D) policristalinos com elevada homogeneidade morfológica e pureza cristalina. Além disso, os elementos químicos presentes nas estruturas de cada material sintetizado foram mapeados e identificados, onde verificou-se que todos os elementos estão homogeneamente distribuídos ao longo da estrutura das fibras. As características superficiais dos materiais, tais como rugosidade e porosidade também foram estudadas e os resultados indicaram que, dependendo da composição química... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor