Este trabalho tem como principal objetivo comparar o comportamento fotovoltaico de heterojunções de P3HT/PCBM e heterojunções de P3HT/PCBM contendo nanopartículas de ouro (P3HT/PCBM/Au nanop). Inicialmente foi encontrada a melhor condição para deposição dos filmes de P3HT/PCBM, através do estudo do efeito do solvente, da temperatura e pressão durante a formação do filme de P3HT. Os resultados mostram que a melhor organização estrutural é obtida quando o polímero é disperso em clorobenzeno, e solidificado a temperatura 110°C em condição de baixa pressão. Os materiais foram caracterizados por voltametria cíclica, espectroscopia Uv-vis, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de transmissão e difratometria de raios-x. Os dispositivos montados foram caracterizados por curvas de corrente versus potencial e eficiência de conversão de fóton incidente. Com o objetivo de avaliar o efeito das nanopartículas metálicas na estabilidade estrutural do dispositivo, foram realizadas obtidos espectros de FTIR dos filmes de P3HT na presença e na ausência de nanopartículas de ouro, após diferentes períodos de exposição à luz. Os filmes de P3HT/PCBM/Aunanop apresentaram maior absorção de luz na região do visível que resultou em maior eficiência de geração de fotocorrente quando comparada a P3HT/PCBM. Ainda através dos gráficos de IPCE foi observado um aumento da geração de fotocorrente na mesma região espectral do modo plasmônico. Através destes resultados nós observamos que a presença das nanoparticulas metálicas melhora a geração de fotocorrente, aumentando a XV intensidade de luz absorvida e o aprisionamento da luz dentro da camada fotoativa. / The main goal of this work was to compare the effect of gold nanoparticles on the photovoltaic properties of the P3HT/PCBM heterojunction. Initially we have studied the best condition to obtain the P3HT/PCBM films evaluating the effect of solvent, temperature and pressure during the formation of the film. The results show that the best structural organization is obtained from in chlorobenzene, at 110 oC at low pressure condition. The materials were characterized by cyclic voltammetry, Uv-vis spectroscopy, infrared spectroscopy, transmission electron microscopy and x-ray diffractometry. The assembled devices were characterized by current versus potential curves and incident photon to current efficiency. Aiming to evaluate the effect of gold nanoparticles on the structural stability of the device, we have performed FTIR experiments of the films with and without gold nanoparticles after different exposition periods. The P3HT/PCBM/Au nanop film presented improved optical behavior and enhanced photocurrent generation when compared to P3HT/PCBM, in addition by IPCE we have observed improved generation of photocurrent in the region near the absorption range of the gold nanoparticles. From the results we observe that the presence of gold nanoparticles improve the generation of photocurrent, by increasing light absorption and improving light entrapment in the photoactive film.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-09T14:14:32Z No. of bitstreams: 2 dissertaçãoGutenberg7-final-ebook.pdf: 6877782 bytes, checksum: e4b2a344d999dde4803e526908399826 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T14:14:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertaçãoGutenberg7-final-ebook.pdf: 6877782 bytes, checksum: e4b2a344d999dde4803e526908399826 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Este estudo levanta dados sobre modelagem tridimensional virtual e sobre a prototipagem rápida. A partir de então, gera análises comparativas das dimensões, da contagem de elementos, dos erros detectados e do resultado da impressão de modelos tridimensionais gerados através de três métodos de modelagem tridimensional orgânica, o Poly Modeling, o Spline Modeling e o Nurbs dentro de dois dos mais utilizados softwares de modelagem 3D, o Autodesk 3ds Max e o Autodesk Maya. Durante o processo também é feita uma comparação entre as atuações dos comandos de construção nos métodos de modelagem tridimensional orgânica. Busca-se as ferramentas, os métodos e o software recomendado para obtenção dos melhores resultados na prototipagem rápida em termos de eficiência de construção, verossimilhança formal e proximidade dimensional entre o modelo virtual e a prototipagem obtida, além das diferenças entre as ferramentas existentes entre os dois softwares citados. A investigação se dá sobre peças construídas baseando-se no modelo feminino da metodologia de Rosa (2005) e impressas pelo processo de prototipagem por FDM. Os resultados elegem o 3ds Max como software ideal, entre outros motivos, pelo feedback em tempo real das configurações das suas ferramentas e pela facilidade e precisão da exportação do modelo para a prototipagem. Apresenta o Poly Modeling como método com maior flexibilidade de construção e fidelidade tanto formal quanto dimensional. Ainda são apresentados procedimentos alternativos de construção e de exportação para os três métodos e para os dois softwares.

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T06:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taba_EduardodosSantos_D.pdf: 4256071 bytes, checksum: ec0a3acba638d80495c8dfba90548e34 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Blendas do polímero biodegradável poli(hidroxibutirato) foram preparadas com os seguintes copolímeros aleatórios: poli(estireno-co-acrilonitrila)-SAN; poli(estireno-co-metacrilato de 2-hidróxietila)-S-Hema; poli(metacrilato de metila-co-vinil fenol-P(MMA-co-VPh). Os copolímeros SAN foram sintetizados via copolimerização em massa, enquanto os copolímeros S-Hema foram sintetizados pela copolimerização em solução utilizando DMF como solvente. Os copolímeros foram caracterizados por ressonância magnética nuclear (RMN) de H e C, cromatografia de permeação em gel (GPC), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA). As blendas foram preparadas dissolvendo-se os polímeros em um bom solvente e adicionando-se à solução resultante um mau solvente para a coagulação dessas blendas. As análises das blendas por DSC, DMA e microscopia eletrônica de varredura (SEM) mostraram que todas elas são imiscíveis. A cinética de cristalização do PHB em blendas P(MMA-co-VPh)/PHB e SAN/PHB foi estudada por DSC. Esses estudos mostraram que a presença do copolímero P(MMA-co-VPh) causa a diminuição da taxa de cristalização do PHB e aumenta a energia de ativação do processo de cristalização do PHB. Para as blendas PHB/SAN, o efeito do copolímero em diminuir a taxa de cristalização do PHB é menor que nas blendas PHB/P(MMAco- VPh). Além disso, o teor de acrilonitrila no copolímero pouco afeta a taxa de cristalização do PHB. Os expoentes de Avrami ¿n¿ determinados para a cristalização do PHB nas blendas P(MMA-co-VPh)/PHB e SAN/PHB são aproximadamente iguais ao expoente ¿n¿ para o PHB puro indicando que o mecanismo de cristalização do PHB não se altera nas blendas. Sendo assim, este trabalho possibilitou o entendimento de aspectos importantes referentes ao comportamento de fases e à cinética de cristalização de blendas contendo PHB associado a copolímeros aleatórios.Os estudos cinéticos podem colaborar para a compreensão do comportamento de cristalização de copolímeros/PHB em equipamentos de processamento. Além disso, esse estudo pode ajudar na escolha do copolímero e de sua composição para um melhor controle da cristalização do PHB nessas blendas / Abstract: Blends of biodegradable poly(hydroxybutyrate) were prepared with the following random copolymers: poly(styrene-co-acrylonitrile)-SAN; poly(styrene-co-2-hydroxyethylmethacrilate)-S-Hema; poly(methylmethacrylateco- vinylphenol)-P(MMA-co-VPh).SAN copolymers were synthesized by bulk copolymerization; while S-Hema copolymers were synthesized by solution copolymerization using DMF as solvent. The resulting copolymers were characterized by nuclear magnetic resonance (RMN) of H and C, gel permeation chromatography (GPC), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic-mechanical analysis (DMA). Blends were prepared using coprecipitation method where a binary homogeneous soilution was added to a large volume of non solvent. DSC, DMA and scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed that all the blends are immiscible in the entire composition range. Despite the immiscible blends, DSC analysis show that the copolymers interferes in the PHB crystallization, being capable of suppress this process in some blends. Crystallization kinetics of the PHB in PHB/P(MMA-co-VPh) and PHB/SAN blends was studied by DSC and the results revealed that the presence of P(MMA-co-VPh) copolymer decreases the PHB crystallization rate and increases the activation energy for the overall crystallization process. In respect to PHB/SAN blends, the influence of the copolymer in decrease the PHB crystallization rate is lower than the observed in PHB/P(MMA-co-VPh) blends. Moreover, the acrylonitrile concentration in the copolymer causes little effect in the PHB crystallization rate. The Avrami exponent ¿n¿ determined for the crystallization process in PHB/P(MMA-co-VPh) and SAN/PHB blends are approximately equal to the ¿n¿ exponent for pure PHB indicating that the crystallization mechanisms for pure PHB do not change in the blends. This work made possible the understanding of important aspects of the phase behavior and crystallization kinetics of random copolymers/PHB blends. The crystallization kinetics studies can collaborate for the understanding of the behavior of crystallization of these blends in processing equipments. Moreover, this study can help in the choice of the copolymer and its composition for better control of the crystallization of PHB in these blends / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Nesta tese, estudamos a eletrossíntese de polímeros conjugados eletroluminescentes no azul. Filmes de poli(p-fenileno) (PPP), co-poli(p-fenileno-pirrol) (CPPI) e co-poli(p-fenileno-3-metiltiofeno) (CFMET) foram preparados por voltametria cíclica em eletrodos de vidro condutor (ITO) em uma solução não-aquosa de acetonitrila e perclorato de tetrabutilamônio contendo os monômeros e pares de co-monômeros a diferentes concentrações. Durante a síntese dos filmes de PPP, CPPI e CP3MET, a célula eletroquímica foi posicionada dentro de uma caixa seca contendo CaCl2 como agente secante e em atmosfera de N2(g) super-seco com o objetivo de reduzir a umidade do ar no meio de síntese. A baixa umidade do ar obtida durante as medidas permitiu o controle de parâmetros de crescimento dos filmes de PPP e de seus derivados (CPPI e CP3MET). A morfologia dos filmes foi correlacionada aos seus valores de espessura e de rugosidade obtidos por microscopia de força atômica (AFM). As propriedades ópticas dos filmes foram também investigadas por espectroscopia no UV-VSNIR em função do número de ciclos da varredura obtidos durante a eletrossíntese. As respostas eletroquímicas, dos filmes de FPP, CPPI e CP3MET foram obtidas por voltametria cíclica em uma solução livre de monômero. Estes filmes tiveram ainda a confirmação de suas estruturas químicas por meio de resultados obtidos por espectroscopia no infravermelho (FTIR) e por microespectroscopia e mapeamento Raman / This work describes the electrochemical synthesis of poly(p-phenylene) (PPP), p-phenylene-pyrrole copolynier (GPPIC) and p-phenylene-3methylthiophene copolymer (CP3MET). The main interest in studying these materials comes from its blue-electroluminescent properties, which make them suitable for application in electroluminescent devices. The polymerization was carried out using cyclic voltammetry in an acetonitrile non-aqueous medium containing tetrabutylammonium perchlorate and different concentration of each monomer. All the films were synthesized onto indium-tin-oxide covered glass (EO) electrodes. In order to enhance the film quality, electropolymerization was carried out within a glove box containing CaCl2, which was added as a drying agent, and under N2 atmosphere. The low amount humidity during the measurements allowed us to correlate the morphological, electrochemical and optical properties of the films of PPP and derivatives (CPPI and CP3MET). The optical properties of the films were investigated by UV-VIS-NIR spectroscopy after varying the number of cyclos reached during the preparation of the films. The electrochemical response of the films was analyzed via cyclic voltammetry using a monomer-free electrolytic solution. The morphology of the films was correlated to their values of thickness and roughness as obtained by using atomic force microscopy (AFM) and the structural characterization of PPP e their derivatives were obtained by micro-Raman spectroscopy and Raman mapping.

Visando o crescente interesse em pesquisa de novos materiais que utilizam polímeros biodegradáveis, este presente trabalho teve como objetivo a síntese de novos copolímeros através da reação de transesterificação no estado fundido entre poli(3-hidroxibutirato) (PHB), um polímero biodegradável, com poli(etileno glicol) (PEG). Sabe-se que um dos grandes problemas no uso do PHB é a sua elevada cristalinidade e instabilidade térmica, pois possui temperatura de fusão entre 170 e 180°C e apresenta degradação térmica a 190°C. A reação de transesterificação é uma alternativa para fazer a modificação química deste polímero, o que também viabiliza a formação de copolímeros anfifílicos triblocos. O objetivo final foi utilizar este novo material para o preparo de nanopartículas poliméricas a partir do método de difusão do solvente. Tais partículas são utilizadas para microencapsulamento de fármacos. Os copolímeros foram sintetizados e caracterizados por ensaio de solubilidade, espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN), calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de permeação em gel (GPC), análise por difração de Raios-X (WAXS), microscopia ótica de luz polarizada (MOLP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A indicação de formação de copolímero anfifílico pode ser observada nos ensaios de solubilidade, pois o copolímero mostrou-se parcialmente solúvel em uma série de solventes em que o PHB original é insolúvel. A modificação química pode ser observada com as técnicas de RMN e FTIR, cujos espectros apresentaram absorções referentes ao grupo carbonila da ligação éster. As técnicas de DSC, WAXS e MOLP mostraram uma ligeira redução na cristalinidade do material, além da temperatura de fusão reduzir-se de 171ºC para 154°C. Com o GPC observou-se uma redução da massa molar, o que facilita a formação das nanopartículas poliméricas. As nanopartículas apresentaram tamanhos com diâmetros ao redor de 250nm, quando observadas por MEV. / Aimed at the growing interest in research on new materials using biodegradable polymers, the present work was aimed at the synthesis of new copolymers through transesterification reaction in the molten state of poly (3-hydroxybutyrate) (PHB), a biodegradable polymer, poly (ethylene glycol) (PEG). It is well known that a major problem in the use of PHB is its high crystallinity and thermal instability, as it has melting temperature between 170 and 180° C and shows thermal degradation at 190°C. The transesterification reaction is an alternative to the chemical modification of this polymer, which also enables the formation of amphiphilic triblock copolymers. The mainly goal of this studies was to use this new material for the preparation of polymeric nanoparticles from the solvent diffusion method. Such particles are used for microencapsulation of drugs. The copolymers were synthesized and characterized by solubility test, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Hydrogen (NMR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Infrared Spectroscopy with Fourier transform (FTIR), Gel permeation chromatography (GPC) analysis by X-ray diffraction (WAXS), polarized light optical microscopy (MOLP) and scanning electron microscopy (SEM). The signs of the formation of amphiphilic copolymer can be observed in the trials of solubility, since the copolymer was found to be partially soluble in a variety of solvents in the original PHB is insoluble. The chemical modification can be observed with the techniques of NMR and FTIR spectra which showed absorptions for the carbonyl group of the ester linkage. The techniques of DSC, WAXS and MOLP showed a decrease in crystallinity of the material in 15%, and reduce the melting temperature is 171ºC to 154°C. With the GPC showed a reduction in molar mass, which facilitates the formation of polymeric nanoparticles. The nanoparticles showed sizes with diameters around 250nm observed by SEM.

Nanocompósitos de poliestirenossulfonato de sódio (PSSNa)/Laponita e PSSNa/SYn-1 foram obtidos através da polimerização do estirenossulfonato de sódio (ESS) fotoiniciada pelo corante safranina O. As interações entre fotoiniciador, monômero e partículas de argila foram caracterizadas por técnicas fotoquímicas, UV vis, fluorescência e fotólise por pulso de laser. A argila Laponita RD altera o comportamento espectral do corante em função da concentração de ESS no meio, sendo que na presença da argila SYn-1 o comportamento continua sendo o mesmo que o observado em solução aquosa. Resultados de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) mostram um aumento do raio de giro das partículas sugerindo uma interação entre as moléculas de monômero e partículas de Laponita RD. A conversão de polimerização de PSSNa em água e em suspensão de argila foi acompanhada por gravimetria e foi observado um aumento de conversão em função da concentração de Laponita RD. Neste caso a porcentagem de conversão aumentou de 11 % em meio aquoso para 39 % em suspensão de Laponita. No caso da argila SYn-1 houve uma redução da porcentagem de polimerização com o aumento da concentração da SYn-1. A combinação dos resultados obtidos pelas diferentes técnicas possibilitou propor que a maior porcentagem de polimerização do ESS em suspensão de Laponita se deve a uma maior concentração local de monômero nas proximidades da partícula de argila. O mesmo efeito não foi observado na suspensão de SYn-1, pois esta argila apresenta uma capacidade de adsorção consideravelmente menor que a Laponita, além disso a Laponita apresenta-se completamente dispersa em meio aquoso, resultando em uma área superficial muito maior. Os compósitos obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia de força atômica (AFM), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). A técnica de DLS indicou que ocorre uma diminuição do raio hidrodinâmico para as soluções de PSSNa/Laponita com o aumento de porcentagem de Laponita no compósito. As análises dos difratogramas aliadas às imagens de AFM indicaram que existem agregados de Laponita no compósito e que a quantidade desses agregados aumenta com o aumento da porcentagem de argila. / In this work nanocomposites of sodium poly(styrenesulfonate) (PSSNa)/Laponite and PSSNa/SYn-1 were obtained by polymerization of sodium styrenesulfonate (EES) photoinitiated by safranine O. The interactions between, monomer and clay particles were characterized by UV-vis spectroscopy, fluorescence and flash photolysis. Adding laponite to the solution promotes changes in the spectral behavior of the dye as a function of monomer concentration. However, in presence of SYn-1 the spectral behavior of the dye was the same when compared with aqueous media. Small angle X ray scattering indicated an increase of radius of gyration of the laponite particles, suggesting an interaction between monomer and clay. The percentage of conversion of ESS polymerization in aqueous media and clay suspension was studied by gravimetric technique. The yield of the reaction increases with the laponite loading from 11 % to 39% in aqueous media and laponite suspension, respectively. In the case of SYn-1 there was a reduction of polymerization yield as a function of SYn-1 loading. The polymerization of ESS in laponite suspension shows a higher conversion percentage due to the higher local concentration of monomer around clay particles. This effect was not observed in SYn-1 suspension, because this clay has a lower adsorption capacity than Laponite. In addition, Laponite has a complete dispersion in aqueous media resulting in a higher specific surface area than SYn-1. The composites obtained were characterized by X ray diffraction (DRX), atomic force microscopy (AFM) and SAXS. DLS indicated a decrease of the hydrodynamic radio of PSSNa/Laponite particles when increasing Laponite loading. The analysis of diffractograms and AFM images indicated the presence of Laponite aggregates in the composite and its increase with clay loading.

O mecanismo de degradação da solução de poliestirenossulfonato de sódio (PSS) fotossensibilizada por cloreto de 2-hidroxi-3-(3,4-dimetil-9-oxo-9H-tioxanton-2-iloxi)-N,N,N-trimetil-1-propano (QTX) foi investigado. Inicialmente, foi estudada a fotodegradação de QTX em solução aquosa. Os fotoprodutos gerados pela fotólise foram caracterizados em sulfonas e sulfóxidos, que foram identificados por CLAE-EM. A fotodegradação de QTX em solução aquosa foi também acompanhada pelos espectros de absorção UV-Vis, sugerindo a formação de sulfóxidos. As reações elementares de QTX em solução aquosa foram investigadas através da fotólise por pulso de laser. O valor das constantes de supressão do estado triplete de QTX na presença de sorbato de potássio e hidroquinona foram próximas ao valor de constante difusional. A combinação dos resultados obtidos pelas diferentes técnicas possibilitou a proposição do mecanismo para degradação da QTX. A fotodegradação de PSS em solução aquosa na presença e na ausência de QTX foi monitorada por cromatografia de exclusão de tamanho e viscosidade. A fotodegradação de PSS foi observada somente na presença de QTX. Nesta condição uma diminuição de <span style=\"text-decoration: overline\">Mw foi observada, que significa quebra de cadeia aleatória. A degradação PSS/QTX também foi investigada na presença do sorbato de potássio, um supressor de triplete. Neste caso, ocorreu um aumento na porcentagem de degradação. Estes resultados sugeriram que o mecanismo de degradação de PSS fotossensibilizada por QTX ocorre principalmente pela QTX excitada no singlete abstrair um hidrogênio do polímero e na presença de oxigênio leva a formação de radicais, que contribuem para o processo de degradação. / The poly(styrenesulfonate) (PSS) photosensitised by 2-hydroxy-3-(3,4-dimethyl-9-oxo-9H-thioxanthen-2-yloxy)-N,N,N-trimethyl-1-propanium chloride (QTX) solution degradation mechanism was investigated. Initially, the photodegradation of QTX in aqueous solution was studied. The photoproducts generated photolysis were characterized as being sulfones and sulfoxides, which were identified by HPLC-MS. The photodegradation of QTX in aqueous solution was also followed by UV-Vis absorption spectra, suggesting the formation of sulfoxides. The elementary reactions of QTX in aqueous solution were investigated by laser flash photolysis. The quenching rate constant values of the triplet state QTX in the presence of potassium sorbate and hydroquinone were close to the value of diffusion constant. It was possible to propose the mechanism of QTX degradation combining the results from the different techniques. The photodegradation PSS in aqueous solution in the presence and absence of QTX was monitored by size exclusion chromatography and viscosity. The photodegradation of PSS was observed only in the presence of QTX. In this condition a decrease of <span style=\"text-decoration: overline\">Mw was observed, which means the random chain scission. The PSS/QTX degradation was also investigated in the presence of potassium sorbate, a triplet quencher. In this case, an increase of degradation percentage occurred. These results suggested that the degradation mechanism of PSS degradation photosensitised by QTX occurs mainly by the singlet excited QTX abstracts a hydrogen from the polymer and in the presence of oxygen leads to radicals formation which contributed to the degradation process.

Orientadores: Ana Rita Morales, Maria Aparecida Marin-Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_PatriciaMoraesSinohara_M.pdf: 5897831 bytes, checksum: ff702db4dd4540ec41606b5fd8a007e3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cherutti_Giselle_M.pdf: 10018129 bytes, checksum: f1dee789d5fd5395442f06833f2c1fa7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Um dos desafios da Engenharia Tecidual é o de promover um melhor funcionamento de órgãos e tecidos danificados por doenças ou traumas. Com o objetivo de desenvolver um dispositivo bifásico para futura regeneração dérmica e aplicação na Engenharia Tecidual e Medicina Regenerativa, cultivou-se células fibroblásticas da linhagem VERO sobre uma matriz dérmica suína acelular associada a um polímero biorreabsorvível, poli (L-ácido láctico) (PLLA), com adição de um plastificante, o trietil citrato de sódio (TCS). Para a realização da pesquisa, membranas PLLA-TCS e PLLA puro foram preparadas e caracterizadas através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Ensaio Dinâmico Mecânico pelo Módulo de Tração, Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (RMN 13C e 1H), Ângulo de Contato e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os resultados mostraram que as membranas de PLLA- TCS, tornaram-se porosas e mais hidrofílicas em relação as membranas de PLLA puro, o que aumentou sua interação com as células fibroblásticas. Após a associação das membranas de PLLA-TCS à derme suína, as amostras foram analisadas por meio de Técnicas Histológicas e Microscopia Confocal para avaliar a presença de fibras colágenas e sua organização no arcabouço. Em seguida realizou-se cultura de células fibroblásticas sobre o dispositivo bifásico após 24 horas e 2 dias de cultivo para ensaios de Viabilidade Celular, e posteriormente Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados obtidos pelos ensaios mecânicos e biológicos comprovaram que o material apresentou interação suporte-célula, principalmente devido a sua porosidade e afinidade celular apresentada pela composição estrutural da matriz dérmica, sendo atóxico às células VERO. O material atuou como substrato celular, sendo que a proliferação das células VERO foi maior em comparação com a placa de cultivo (controle), havendo infiltração celular. Concluí-se assim, que o dispositivo estudado apresenta potencial para ser utilizado como um substituto dérmico para implantes em áreas de queimaduras extensas, por ser altamente poroso, promovendo assim, maior migração, adesão e crescimento celular ao mesmo tempo em que o dispositivo é degradado pelo organismo. A capacidade de deformação apresentada pelo futuro substituto dérmico também auxilia em sua implantação, por facilitar o procedimento cirúrgico, que muitas vezes necessita distender um pouco o material para o total recobrimento da lesão; ou as movimentações naturais da pele após o implante. Além disso, o dispositivo minimiza as chances de contração do enxerto, por ser constituído por um componente dérmico / Abstract: One of the challenges of the Tissue Engineering is to promote a better functioning of organs and tissues damaged by diseases or traumas. With target for developing a biphasic device for future regeneration and dermal application in Tissue Engineering and Regenerative Medicine, fibroblasts from VERO cell line were cultivated on a porcine acellular dermal matrix associated to a bioresorbable polymer (PLLA) with the addition of a plasticizer (TCS). For this present study, PLLA-TCS membranes and pure PLLA were prepared and analyzed by means of characterization tests such as Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamical Mechanical Analysis (DMA), Spectroscopy of the Fourier Transform Infrared, Nuclear Magnetic Ressonance (NMR 13C e 1H), Contact Angle and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The results showed that the PLLA-TCS, became porous and more hydrophilic compared to pure PLLA, which increased its interaction with the fibroblast cells. After the association of the PLLA-TCS to the porcine dermal matrix, the samples were analyzed by Histological Techniques and Confocal Microscopy to evaluate the presence of collagen fibers and their organization within scaffold. Afterwards, a culture of fibroblasts cell on the biphasic device was performed after 2 days and 24 hours of cultivation the Cellular Viability test was done and posteriorly Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of the biphasic device in relation to mechanical and biological tests showed the cell-support interaction, through the analysis of viability, cell morphology and structural organization of collagen fibers and polymer structure, are nontoxic to VERO cells. The material behaves as a cell substrate where proliferation of VERO cells and their infiltration was higher compared to the cell culture plate. It can therefore be concluded that the studied device has the potential to be used as a substitute for dermal implants in areas of extensive burns, for being highly porous, thus promoting increased migration, adhesion and cell growth while the device is degraded by the body. The device deformation capacity also helps in the substitute implantation for facilitating the surgical procedure which often need to stretch the material for coverage of the injury completely or natural movements of the skin after implantation. Furthermore, the device minimizes the chances of skin graft contraction as the gadget consists of a dermal component / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-03-27T17:31:49Z No. of bitstreams: 1 Malhado ,Mayara [Dissertação, 2015].pdf: 1482168 bytes, checksum: b9d24e08c80ca59631903c4bbe1af945 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T17:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Malhado ,Mayara [Dissertação, 2015].pdf: 1482168 bytes, checksum: b9d24e08c80ca59631903c4bbe1af945 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Praziquantel (PZQ) é o fármaco recomendado pela Organização Mundial de Saúde para o tratamento da esquistossomose. No Brasil é comercializado apenas sob a forma de comprimido, o que complica o tratamento de crianças tanto devido à dificuldade de adequação da dose, como pelo sabor extremamente amargo. Nesse sentido, Nanopartículas de Poli (Metil Metacrilato) contendo PZQ (PMMA-PZQ) foram desenvolvidas pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Engenharia de Polimerização da COPPE-UFRJ, visando a elaboração de suspensão de PZQ. O presente estudo objetivou avaliar o perfil farmacocinético de PZQ administrado em nanopartículas (PZQ-NP) e compará-lo ao perfil farmacocinético de PZQ administrado na forma livre (PZQ-L), como fase pré-clínica do desenvolvimento de nova formulação farmacêutica. Foram utilizados ratos Wistar, fêmeas, com peso entre 200 e 300 g. O sangue foi coletado nos tempos 0, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 30 min, 1 h, 1:30 h, 2 h, 4 h, 8 h, 10 h, 12 h e 24 h após a administração por via oral, em dose única, de 60 mg/ kg de PZQ suspendido em 1 mL de água com 2% de Cremophor® (grupos PZQ-NP e PZQ-L) ou 1 mL de veículo (grupo controle). A manipulação e os procedimentos com os animais foram aprovados pela Comissão de Ética no Uso de Animais da Universidade Federal Fluminense. O PZQ foi extraído do plasma utilizando extração líquido-líquido com terc-butil-metil éter. O diazepam foi utilizado como padrão interno e a análise das amostras foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acomplada a Espectrometria de Massas. Os valores obtidos para Concentração máxima (Cmáx) e Área Sob a Curva (ASC0-t e ASC0-∞) do grupo PZQ-NP foram aproximadamente 3 vezes menor comparado ao grupo PZQ-L. No entanto, o tempo para atingir a concentração máxima (Tmáx), a constante de eliminação (Ke) e o tempo de meia vida de eliminação (T 1/2β) não apresentaram valores estatísticamente diferentes. Estes resultados sugerem que a absorção é possivelmente a etapa limitante para obtenção de melhores parâmetros farmacocinéticos de PZQ adminstrado em nanopartículas de PMMA. Assim, são necessários mais estudos visando a compreensão dos mecanismos de absorção das nanopartículas de PMMA-PZQ e do processo de liberação do fármaco a partir matriz polimérica in vivo para que o nanosistema seja aprimorado e o produto disponibilizado para uso clínico / Praziquantel (PZQ) is the drug recommended by the World Health Organization for the treatment of schistosomiasis. In Brazil it is comercialised only in tablet, which complicates the treatment of children because of the difficulty of adapting the dose , and its extremely bitter taste. In this way, PZQ loaded in Poly(methyl methacrylate) Nanoparticle (PMMA-NP) were developed at Laboratório de Engenharia de Polimerização (COPPE –UFRJ), in order to develop PZQ suspension. This study aimed to evaluate the pharmacokinetic profile of PZQ loaded in nanoparticles ( PZQ -NP ) and compare it to the pharmacokinetic profile of PZQ administered in free form ( PZQ -L ) , as pre- clinical phase of the new pharmaceutical formulation development. Wistar rats, femeles, weighing nearby 300 g were used, was the experimental model employed. Blood was collected at 0, 5 min, 10 min , 15 min, 20 min, 30 min , 1 h 1:30 h , 2 h , 4 h, 8 h , 10 h , 12 h and 24 h after orally administration at a single dose of 60 mg / kg PZQ suspended in 1 ml of water containing 2% Cremophor® ( NP - PZQ groups and PZQ -L) or 1 ml of vehicle (control group). The handling and procedures with animals were approved by the Ethics Committee on Animal Use of Universidade Federal Fluminense. PZQ was extracted from plasma by liquid-liquid extraction with terc-butyl methyl ether. Diazepam was used as internal standard and the analysis of samples was performed by High Performance Liquid Chromatography Efficiency tandem Mass Spectrometry. The values obtained for Maximum Concentration (Cmax) and Area Under Curve (ASC0-t and ASC0 0-∞ ) for group PZQ-NP were about 3 times lower compared to PZQ-L group . However , the time for achieving maximum concentration ( Tmax ), the elimination constant (Ke) and the half-life time of elimination (T 1/2β) were not statistically different. These results suggest that the absorption is probably the rate-limiting step for obtaining better pharmacokinetic parameters of PZQ administrated on PMMA nanoparticles. Thus, further studies are needed to understand both the PMMA – PZQ absorption mechanisms, as the process of drug release through polymer matrix in vivo, in order to enhanced the nanosystem and then the product to become available for clinical use