UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE ENGENHARIA CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA
ANAIS DO IV ENCONTRO DE PESQUISADORES EM CIÊNCIA E ENGENHARIA
DE MATERIAIS (EPCEM)
Editores
Fauze Ahmad Aouada / Fernando Rogério de Paula
Ilha Solteira, SP 2018
APRESENTAÇÃO
A ideia de organizar um evento em uma área interdisciplinar, i.e., que congregue diferentes
profissionais tais como Físicos, Químicos e Engenheiros ligados à área de Materiais, e, assim,
ampliar a comunicação entre alunos de graduação e pós-graduação de diversos grupos de
pesquisa e/ou Universidades, surgiu em 2009. Esta foi uma iniciativa dos alunos da pós-
graduação em Ciência dos Materiais da UNESP de Ilha Solteira. O primeiro Encontro,
denominado como Encontro de Pesquisadores em Ciência e Engenharia de Materiais (EPCEM),
foi realizado no campus de Ilha Solteira, nos dias 15 a 17 de julho de 2009 e foi coordenado pela
Prof.ª Dr.ª Darcy Hiroe Fujii Kanda. Contou com um número de aproximadamente trezentos
participantes dentre eles alunos de graduação, mestrado, doutorado e professores universitários
oriundos da UEMS, UNESP-Bauru, UNESP-Ilha Solteira, UNESP - Pres. Prudente, FEF
(Fundação Educacional de Fernandópolis), UNISALESIANO (Centro Universitário Católico
Salesiano Auxilium de Araçatuba) e UNIFEV (Centro Universitário de Votuporanga). Aos
participantes foram oferecidos três minicursos além de quatro palestras temáticas. Durante o
evento foi apresentado um total de duzentos trabalhos, sendo metade oralmente e os demais na
forma de pôster.
O II EPCEM foi realizado no período de 29 de julho a 01 de agosto de 2012 e foi
coordenado pelos Profs. João Carlos Silos Moraes e Ezequiel Costa Siqueira.
O III EPCEM foi realizado no período de 02 a 05 de agosto de 2015 e coordenados pelos
Profs. Rafael Zadorosny e Rosangela da Silva de Laurentiz. O evento contou com 117 inscritos
com apresentação de 63 trabalhos (oral e forma de painéis) que abrangeram as mais diferentes
áreas de estudo em Materiais.
Sendo assim, pode-se afirmar o sucesso de tais encontros pelos objetivos alcançados.
Consequentemente, é notável a potencialidade do EPCEM se tornar, progressivamente, uma
referência regional ocupando lugar no calendário de eventos científicos nacionais. Do nosso
ponto de vista, o sucesso alcançado reside no fato de permitir o fácil acesso dos alunos de
graduação e pós-graduação atuando na área de materiais em Universidades e Faculdades da
região.
Comitê Organizador
Prof. Dr. Fauze Ahmad Aouada
Departamento de Física e Química, Unesp, Ilha Solteira, SP.
Prof. Dr. Fernando Rogério de Paula
Departamento de Física e Química, Unesp, Ilha Solteira, SP.
Comitê Científico
Alailson Domingos dos Santos (FUNEC –
Santa Fé do Sul)
Jorge Luis Akasaki (UNESP – Ilha
Solteira)
Alex Otávio Sanches (UNESP – Ilha Solteira) José Antonio Malmonge (UNESP – Ilha
Solteira)
Antonio Carlos Ferreira Seridonio (UNESP
– Ilha Solteira)
José de los Santos Guerra (Universidade
Federal de Uberlândia)
Antonio Medina Neto (Universidade Estadual
de Maringá)
Keizo Yukimitu (UNESP – Ilha Solteira)
Carlos José Leopoldo Constantino (UNESP
– Presidente Prudente)
Lilian Soares Cardoso (USP – São )
Cícero Rafael Cena da Silva (Universidade
Federal do Mato Grosso do Sul)
Lincon Zadorosny (FUNEC – Santa Fé do
Sul)
Devaney Ribeiro do Carmo (UNESP – Ilha
Solteira)
Luiz Francisco Malmonge (UNESP – Ilha
Solteira)
Edenir Rodrigues Pereira Filho
(Universidade Federal de São Carlos)
Marcia Regina de Moura Aouada
(UNESP – Ilha Solteira)
Edvani Curti Muniz (Universidade Estadual
de Maringá)
Marcelo Ornaghi Orlandi (UNESP –
Araraquara)
Eudes Borges de Araújo (UNESP – Ilha
Solteira)
Mauro Mitsuuchi Tashima (UNESP –
Ilha Solteira)
Fabíola Manhas Verbi Pereira (UNESP –
Araraquara)
Michael Jones da Silva (UNESP-Rosana)
Fauze Ahmad Aouada (UNESP – Ilha
Solteira)
Paulo Noronha Lisboa Filho (UNESP-
Bauru)
Fernando Rogério de Paula (UNESP – Ilha
Solteira)
Rafael Zadorosny (UNESP – Ilha
Solteira)
Francine Bettio Costa (UNESP – Ilha
Solteira)
Renato Grillo (UNESP – Ilha Solteira)
João Carlos Silos Moraes (UNESP – Ilha
Solteira)
Rosangela da Silva de Laurentiz
(UNESP – Ilha Solteira)
João Manuel Marques Cordeiro (UNESP –
Ilha Solteira)
Selma Gutierrez Antonio (UNESP –
Araraquara)
Organizadora Geral
Alice Presotto
Ana Paula da Rocha Pissurno
Danilo Bordan Istuque
Danilo Okimoto
Denys Ribeiro de Oliveira
Érika Tiemi Ganda
Fabrício Nunes Tanaka
Fernanda Amorin Santos
Leonardo Silva Tereza
Mariana de Souza Magossi
Murilo Dobri Bataliotti
Samuel Alcides Pedroso Vilela Torres de Carvalho
Tascila Fereira da Silva
Tiago Antônio de Lima
Pamela Thais Sousa Melo
Vanessa Solfa dos Santos
Programação
TABELA 1. Programação das atividades do IV EPCEM
Horário 27/agosto 28/agosto 29/agosto 30/agosto
8:00-10:00 Minicurso 1 Minicurso 2 Mesa Redonda
10:00-10:30 Coffee Break
10:30-12:00 Minicurso 1 Minicurso 2 Pôsteres
Sessão I
12:00-14:00 Almoço
14:00-15:30
Recepção
Palestra 2 Palestra 4 Palestra 6
15:30-16:00 Coffee Break Coffee Break Coffee Break
16:00-17:30 Apresentações
Orais
Apresentações
Orais
Pôsteres
Sessão II
17:30-19:00 Jantar
19:00-19:30 Abertura Palestra 3 Palestra 5 Encerramento e
Confraternização 19:30-20:30 Palestra 1
20:30-21:00
Minicurso 1: Minicurso de Cristalografia e Refinamento de Rietveld
Profa. Dra. Selma Gutierrez Antonio
(UNESP – Araraquara)
Método de Rietveld:
É um método para refinamentos de estruturas cristalinas com dados de difração de raios X e/ou de nêutrons.
Em 1987 Hill & Howard descreveram um método para análise quantitativa de fases baseado nos resultados
dos refinamentos pelo método de Rietveld. Hoje é possível quantificar quantidades até menores que 0,5%
em massa de uma fase cristalina, dependendo das condições experimentais e físicas das fases presentes.
Pode-se obter, também com precisão, parâmetros de cela unitária, posições atômicas, estequiometria, além
de estimativas interessantes de tamanho e forma de cristalito. Nesse curso serão abordados os princípios
básicos e demonstrações de refinamentos.
http://lattes.cnpq.br/0066221022421420
Minicurso 2: Planejamento Fatorial em Engenharia de Materiais: teoria, exemplos e aplicações
Prof. Dra. Fabíola Manhas Verbi Pereira
IQ/UNESP-Araraquara http://lattes.cnpq.br/5704445473654024
Prof. Dr. Edenir Rodrigues Pereira Filho
DQ/Universidade Federal de São Carlos
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 1D)
http://lattes.cnpq.br/3394181280355442
O presente curso tem por objetivo mostrar aos alunos inscritos alguns conceitos sobre a utilização de
ferramentas relacionadas com planejamento fatorial em Engenharia de Materiais. Assim, serão discutidos os
seguintes tópicos: (1) planejamento fatorial completo e (2) fracionário, e (3) proposição modelos de
regressão. Para os cálculos serão utilizados os programas computacionais Microsoft Excel e Octave. O
Octave é um programa livre e as rotinas necessárias para os cálculos foram elaboradas pelos ministrantes do
curso. Além disso, serão apresentados conceitos sobre superfície de respostas e estratégias para identificar as
melhores condições de trabalho. Ao longo do curso serão mostrados exemplos relacionados com engenharia
de materiais.
Palestra 1: Espectroscopia Raman: Conceito & Aplicações na Caracterização de Materiais
Prof. Carlos José Leopoldo Constantino – DFQB/UNESP-Presidente Prudente
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 1C; Membro da Coordenação
de Área Engenharias 2/FAPESP) http://lattes.cnpq.br/6118325967319836
O espalhamento inelástico da luz foi observado experimentalmente em 1928 por Chandrasekhara Venkata
Raman, na Índia. Este fato lhe rendeu o nome da técnica, espalhamento Raman, e o prêmio Nobel de Física
em 1930. É a premiação mais rápida concedida considerando o intervalo de tempo entre a divulgação do
fenômeno e a concessão do prêmio Nobel. Trata-se de uma técnica espectroscópica que permite a
caracterização estrutural de materiais. Basicamente, no espalhamento inelástico da luz, o fóton espalhado
pelo material possui energia diferente da energia do fóton incidente. Esta diferença de energia está na região
do infravermelho e refere-se à energia de vibração do grupo químico (ou ligação química) com o qual o
fóton interagiu. Portanto, por informação estrutural do material entende-se seu espectro vibracional e, em
última análise, informações em nível molecular deste material, complementar à técnica de absorção no
infravermelho. Apesar do espalhamento inelástico da luz ser pouco provável (baixa seção de choque), o que
implica em baixa intensidade do sinal, o desenvolvimento de equipamentos modernos, com fontes de luz de
excitação de alta intensidade (lasers) e detectores sensíveis (CCD), transformou a técnica de uso
relativamente comum em laboratórios de universidades, indústrias, museus, polícia investigativa, etc.
Equipamentos portáteis, pontas de prova de fibra óptica e acoplamentos com outras técnicas, principalmente
de microscopia, dão versatilidade à técnica, permitindo combinar informações químicas e morfológicas.
Neste seminário iremos apresentar a técnica em seu caráter conceitual básico e discutiremos diversas
aplicações na área de ciência e engenharia de materiais, incluindo materiais de diferentes naturezas,
processados de diferentes formas, submetidos a distintas condições físicas e/ou químicas.
Palestra 2: Eletrônica Orgânica e Eletrônica Orgânica Impressa: Uma Nova Era Tecnológica dos
Dispositivos Eletrônicos e Optoeletrônicos
Dra. Lilian Soares Cardoso – IFSC/USP http://lattes.cnpq.br/1051800519452359
Eletrônica orgânica é o nome atribuído a uma nova tecnologia baseada na utilização de materiais orgânicos
para a fabricação de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos, tais como diodos emissores de luz orgânicos
(OLEDs), células fotovoltaicas orgânicas (OPVs) e transistores de efeito de campo orgânicos (OFETs). O
grande atrativo desta nova tecnologia em relação a eletrônica tradicional baseada no silício está relacionado
ao baixo custo de produção, flexibilidade mecânica, processabilidade e à compatibilidade dos materiais
orgânicos com um vasto número de substratos como vidros e plásticos. Além disso, a facilidade de
processamento dos materiais orgânicos permite a utilização de várias técnicas de deposição incluindo,
principalmente, técnicas de baixo custo como as técnicas de impressão. Através da utilização de técnicas de
deposição por impressão aliada a utilização de tintas à base de carbono para a produção de dispositivos
eletrônicos e optoeletrônicos deu-se origem a uma nova forma de eletrônica que hoje denominamos de
eletrônica orgânica impressa. Nesta apresentação serão abordados os conceitos básicos da eletrônica
orgânica e da eletrônica orgânica impressa, bem como dos materiais e técnicas de deposição mais utilizados
para a fabricação dos dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. Uma atenção especial será dada para a
fabricação e caracterização elétrica de OFETs produzidos por técnicas de impressão como blade-coating e
spray-coating.
Palestra 3: Desenvolvimento de materiais poliméricos com potencial para aplicações nas áreas medica,
farmacêutica e engenharia de tecidos
Prof. Dr. Edvani Curti Muniz – DQ/UEM
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 1B)
http://lattes.cnpq.br/4370780178813575
Nesta palestra serão apresentados resultados recentes (últimos 5 anos) de nosso grupo de pesquisas no
desenvolvimento de materiais poliméricos com potencial aplicação nas nas áreas médica, farmacêutica,
engenharia de tecidos e ambiental. Os materiais são, principalmente, aqueles relacionados de biomateriais
poliméricos, visando: i) a liberação controlada de fármacos; ii) ação bactericida; iii) substratos para
crescimento celular e iv) materiais adsorventes. Os materiais poliméricos que serão apresentados são
preparados, principalmente, por meio de matrizes tridimensionais (hidrogéis) feitas a partir da formação de
complexos polieletrolíticos entre polímeros aniônico / catiônico de polissacarídeos quimicamente
modificados (ou não). Serão mostradas diversas metodologias para obtenção de matrizes de diferentes
geometrias (cilíndricas, esféricas, partículas irregulares, filmes finos, nanofibras, etc.) de diferentes
tamanhos (escalas macro, micro e nanométricas).
Palestra 4: Vidros ópticos luminescentes: produção, caracterização e aplicações
Prof. Dr. Antonio Medina Neto - DF/UEM
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 1C) http://lattes.cnpq.br/4111988765918149
Os vidros estão presentes no cotidiano da humanidade a mais de quatro mil anos, e tem participado cada vez
mais da evolução tecnológica de nossa sociedade. Recentemente, temos observado a presença marcante dos
sistemas vítreos nas áreas de comunicação óptica, geração, transporte e armazenamento de informações,
bem como na produção de fontes para geração de luz mais eficientes e seguras. Os vidros ópticos
apresentam propriedades físico-químicas que os tornam excelentes candidatos às aplicações nestas áreas,
dentre as quais podemos destacar a alta estabilidade térmica e química, larga janela de transmissão óptica,
grande solubilidade de íons opticamente ativos e o baixo custo de produção. Associando estas propriedades
das matrizes vítreas às propriedades espectroscópicas e luminescentes de íons terra-rara ou metais de
transição, podemos obter meios ativos para sistemas emissores mais eficientes tanto na região visível quanto
no infravermelho do espectro eletromagnético. Neste trabalho serão apresentados alguns resultados obtidos
dos estudos de vidros ópticos luminescentes, mais especificamente de vidros óxidos dopados ou co-dopados
com íons de terras-raras ou metais de transição, com ênfase na produção de meios opticamente ativos para a
região do infravermelho próximo e para a produção de fonte de luz visível. Serão discutidos a influência das
diferentes condições de preparo e da composição da matriz nas propriedades luminescentes do sistema, em
particular, nos processos de relaxação não radiativos e de transferência de energia. Serão apresentadas
algumas aplicações destes sistemas na produção de meios ativos para lasers de estado sólidos, fontes de luz
branca e na otimização de processos de conversão descendente de energia, visando a aplicação em sistema
de conversão de energia fotovoltaica.
Palestra 5: Crescimento de nanocristais semicondutores e sua aplicação em sensores de gás
Prof. Dr. Marcelo Ornaghi Orlandi-IQ/UNESP-Araraquara
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 2)
http://lattes.cnpq.br/2305581567093057
Os chamados nanomateriais tem atraído a atenção dos pesquisadores nas últimas décadas devido às suas
interessantes propriedades. Além disso, há uma ampla aplicação destes materiais em diversas áreas do
conhecimento, por exemplo, sensores químicos, células solares, etc., e os estudos mostram que o uso de
nanomateriais pode tornar os dispositivos mais rápidos, mais sensíveis e com menor consumo de energia.
Neste trabalho serão abordados os principais métodos de obtenção de nanocristais semicondutores, como
deposição de vapor químico, método hidrotermal assistido por micro-ondas e eletrofiação, mostrando os
princípios de cada técnica e as diferenças entre os materiais resultantes. Ademais, a aplicação destes
materiais como sensor de gás químicos também será abordada, dando ênfase na sensibilidade dos materiais
para gases oxidantes e redutores, e a necessidade de elevada seletividade e baixo tempo de resposta para real
aplicação dos materiais em dispositivos. A construção de nanodispositivos sensores com consumo de
energia próximo a zero também será apresentada, mostrando a importância prática da nanotecnologia e as
ferramentas necessárias para se alcançar tais dispositivos, como o uso do microscópio de duplo feixe. Por
fim, os mecanismos envolvidos nas respostas dos materiais como sensor de gás também serão discutidos.
Palestra 6: Bioactive Materials
Prof. Dr. Paulo Noronha Lisboa Filho-DF/FC/UNESP-Bauru
(Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 1D)
http://lattes.cnpq.br/1353862414532005
Bioactive materials are a class of nano or micro-sized materials used in the regeneration of hard tissues, in
which their high surface area greatly influences the physicochemical properties and especially their
biomineralization behavior. The class of bioactive materials includes bioactive glasses, bioactive glass-
ceramics, bioactive calcium phosphate ceramics and bioactive composites and surface biofunctionalized
oxide coatings. Many strategies have been reported in the specialized literature to develop and optimize the
biochemical compatibility and biomechanical response of such materials, in special based on structural
tailoring of bioactive composites and coatings and also based on surface chemistry tailoring. In the talk,
general aspects of bioactive materials will be covered and two case studies will be presented:
Biofunctionalisation of surfaces for metal implants and preparation of glass-ceramic doped with
bisphosphonates for bone grafting.
Mesa Redonda
As diferentes atuações de egressos do PPGCM
Prof. Dr. Alex Otávio Sanches
DFQ/UNESP-Ilha Solteira http://lattes.cnpq.br/1605537273189621
Dra. Francine Bettio Costa
DFQ/UNESP-Ilha Solteira http://lattes.cnpq.br/2433931436211204
Prof. Dr. Cícero Rafael Cena da Silva
IQ/UFMS http://lattes.cnpq.br/9753991192684926
Prof. Dr. Alailson Domingos dos Santos
FUNEC/Santa Fé do Sul-SP http://lattes.cnpq.br/4958479629098174
Prof. Dr. Lincon Zadorosny
FUNEC/Santa Fé do Sul-SP http://lattes.cnpq.br/3567041110137362
Prof. Dr. Michael Jones da Silva
UNESP/Rosana http://lattes.cnpq.br/8533295458056955
SUMÁRIO
FIOS CERÂMICOS SUBMICROMÉTRICOS: EXPERIMENTO E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL ........ 15
INFLUÊNCIA DA INTERFACE SUPERCONDUTOR-DEFEITO NA DINÂMICA DE VÓRTICES DE AMOSTRAS MESOSCÓPICAS ...................................................................................................................... 16
ANÁLISE DA REATIVIDADE DE DERIVADOS DE POLIPIRROL PARA APLICAÇÃO EM SENSORES QUÍMICOS VIA CÁLCULOS DE ESTRUTURA ELETRÔNICA .................................................................... 17
PROPRIEDADES ESTRUTURAIS E ELETRÔNICAS DE FILMES FINOS DE TIO2 DOPADOS COM CHUMBO ......................................................................................................................................................... 18
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA DE BLENDAS CONTENDO POLIANILINA POLIMERIZADA IN SITU NO LÁTEX DE BORRACHA NATURAL IN NATURA .................................................................... 19
NANOPARTÍCULAS DE QUITOSANA APLICADAS COMO AGENTE DE REFORÇO EM FILMES COMESTÍVEIS DE CUPUAÇU E PECTINA .................................................................................................. 20
OBTENÇÃO DE ESFERAS DE QUITOSANA INCORPORADAS COM FERTILIZANTES PARA APLICAÇÃO EM LIBERAÇÃO CONTROLADA DOS NUTRIENTES NPK ................................................. 21
MANUFATURA DE PRÓTESE ANATÔMICA EM MATERIAL POLIMÉRICO ............................................. 22
DEFORMAÇÃO POR CORRELAÇÃO DE IMAGENS EM COMPÓSITO .................................................... 23
APLICABILIDADE DA CELULOSE BACTERIANA NA ELABORAÇÃO DE NOVOS FILMES COMESTÍVEIS CONTENDO PURÊ DE COUVE ........................................................................................... 24
SÍNTESE E PROPRIEDADES LUMINESCENTE DE NOVAS LACTONAS NAFTOQUINOLÍNICAS ........ 25
ADATOM MOLECULES IN BULK DIRAC SEMIMETAL AND NONCENTROSYMMETRIC WEYL SEMIMETAL .................................................................................................................................................... 26
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM NOVO COMPÓSITO HÍBRIDO FORMADO A PARTIR DE NITROPRUSSIATO DE COBALTO (II) E OCTA(AMINOPROPIL)SILSESQUIOXANO .............................. 27
IMPROVING THE THERMAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITES BASED ON POLY(METHACRYLIC ACID) HYDROGELS BY NANOCLAY CLOISITE-NA+ .......................................... 28
OBTENÇÃO DE MANTAS MICROFIBROSAS DE GELATINA DE TILÁPIA COM FIAÇÃO POR SOPRO EM SOLUÇÃO ................................................................................................................................................. 29
EFICIÊNCIA FOTOCATALÍTICA DO TIO2-PCBM SOB LUZ VISÍVEL ........................................................ 30
PREPARO E CARACTERIZAÇÃO DE NOVOS FILMES COMESTÍVEIS À BASE DE GELATINA E POLPA DE BURITI (MAURITIA FLEXUOSA) ............................................................................................... 31
APLICAÇÃO DE HIDROGÉIS NANOCOMPÓSITOS PARA MELHORAR A GERMINAÇÃO E QUALIDADE DE MUDAS ............................................................................................................................... 32
OTIMIZAÇÃO DE COMPÓSITOS OBTIDOS A PARTIR DE HIDROGÉIS E CIMENTO PORTLAND: INVESTIGAÇÃO MECÂNICA E MORFOLÓGICA ........................................................................................ 33
ESTADO RESISTIVO DURANTE O PROCESSO DE ANIQUILAÇÃO DE UM PAR DE VÓRTICE E ANTIVÓRTICE EM UM SUPERCONDUTOR MESOSCÓPICO GAPLESS E COM GAP ........................... 34
COMPORTAMENTO TÉRMICO E MAGNÉTICO DE NANOFIOS SUPERCONDUTORES USANDO O FORMALISMO DE GINZBURG-LANDAU DEPENDENTE DO TEMPO ...................................................... 35
TUNING OF HEAT AND CHARGE TRANSPORT BY MAJORANA FERMIONS ........................................ 36
NOVOS FILMES COMESTÍVEIS DE GELATINA E NANOEMULSÃO DE ÓLEO ESSENCIAL DE MANJERONA: AVALIAÇÃO DA PERMEABILIDADE AO VAPOR DE ÁGUA E TAMANHO DE PARTÍCULA .................................................................................................................................................... 37
A INFLUÊNCIA DO USO DE NANOFIOS Y-211 NAS PROPRIEDADES DE SUPERCONDUTORES YBCO TEXTURIZADOS ................................................................................................................................. 38
BICS IN TOPOLOGICAL DIRAC-WEYL SEMIMETALS ............................................................................... 39
SURFUN®: UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL AUXILIAR NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATOMÍSTICOS DE SUPERFÍCIES FUNCIONALIZADAS ............................................................................ 40
FLUORESCENCE QUENCHING INDUCED BY NANOSIZED COPPER AROUND CYANOBACTERIAL LIGHT-HARVESTING PROTEIN PHYCOCYANIN ........................................................................................ 41
MODELOS DE INTERAÇÃO DA PROTEÍNA FOSFOROETANOLAMINA METILTRANSFERASE RELACIONANDO DROGAS E LIGNANAS ATRAVÉS DO ACOPLAMENTO MOLECULAR. ................... 42
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO MECÂNICO DE SISTEMAS SOLO-RESÍDUO CERÂMICO ATIVADOS ALCALINAMENTE .......................................................................................................................................... 43
DINÂMICA DE VÓRTICES EM SUPERCONDUTORES MESOSCÓPICOS COM WEAK-LINK NA PRESENÇA DE CORRENTE E CAMPO MAGNÉTICO APLICADOS ......................................................... 44
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO MECÂNICAS DE COMPÓSITOS DE POLIURETANO VEGETAL E RESÍDUOS DE MADEIRA .............................................................................................................................. 45
DINÂMICA DE VÓRTICES EM SUPERCONDUTORES MESOSCÓPICOS COM REDE DE DIFERENTES TIPOS DE CENTROS DE APRISIONAMENTO ............................................................................................. 46
PARÂMETROS DA CINÉTICA DE INTUMESCIMENTO DE HIDROGÉIS MAGNETO-RESPONSIVOS APLICANDO-SE CAMPOS MAGNÉTICOS. .................................................................................................. 47
ATRIBUTOS MECÂNICOS DE FILMES DE PECTINA: EFEITO DA INCORPORAÇÃO DE NANOEMULSÕES DE ÓLEOS ESSENCIAIS ............................................................................................... 48
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES NANOFIBROSOS DE PVDF COM HIDROXIAPATITA OBTIDOS A PARTIR DO AERÓGRAFO COMERCIAL ................................................ 49
PRODUÇÃO DE AGLOMERANTES ORGÂNICOS A PARTIR DE GLICERINA E ÓLEO DE COZINHA: UMA ALTERNATIVA PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL ..................................................... 50
UTILIZAÇÃO DO POLÍMERO POLIVINILPIRROLIDONA (PVP) NA SÍNTESE VIA ONE-POT DA BIOCERÂMICA HIDROXIAPATITA (HAP – [CA10(PO4)6(OH)2]) .................................................................. 51
FORMAÇÃO DE ESTADOS RESISTIVOS EM SUPERCONDUTORES GAP-LIKE E GAPLESS COM CONSTRIÇÕES ............................................................................................................................................... 52
SÍNTESE DE COMPÓSITOS DE BN/PANI/NF .............................................................................................. 53
FABRICAÇÃO DE MOLDES PARA ENSAIO ACÚSTICO DE ESPUMA POLIURETANA (PUF) .............. 54
OBTENÇÃO DE ARGAMASSAS CIMENTÍCIAS COM A INSERÇÃO DE HIDROGÉIS DE POLIACRILAMIDA (PAAM), CARBOXIMETILCELULOSE (CMC) E NANOARGILA DO TIPO CLOISITA NA+ ................................................................................................................................................................... 55
EFEITO SALINO NOS PARÂMETROS CINÉTICOS DE BIONANOCOMPÓSITOS HÍBRIDOS ................ 56
PREPARAÇÃO DE NANOFIBRAS MAGNÉTICAS PELO MÉTODO “ SOLUTION BLOW SPINNING” .. 57
RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM COMPÓSITO PIEZORESISTIVO PDMS-CU. ............................................. 58
MICROTUBOS FOTOCATALÍTICOS DE TIO2 PROCESSADOS PELA TÉCNICA DE FIAÇÃO POR SOPRO EM SOLUÇÃO .................................................................................................................................. 59
VALORIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES ATIVAS DE BIOFILMES CONTENDO CELULOSE BACTERIANA NANOFIBRILADA .................................................................................................................. 60
SÍNTESE DE LACTONAS QUINOLINICAS ................................................................................................... 61
DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA OBTENÇÃO DE HIDROGÉIS CONDUTORES .......... 62
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE POLIURETANO VEGETAL E FIBRA DE ALGODÃO ....................................................................................................................................................... 63
APLICAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS NA LIBERAÇÃO CONTROLADA DO EXTRATO ETANÓLICO DE POUTERIA GARDNERIANA RADLK PARA O ESTUDO DE TOXICIDADE IN VITRO APLICADA AO CARRAPATO ........................................................................................................................ 64
UTILIZAÇÃO DE UMA ABORDAGEM AUTOMATIZADA PARA IDENTIFICAR PROPRIEDADES ÓPTICAS DE SEMICONDUTORES ............................................................................................................... 65
PREPARO E CARACTERIZAÇÃO DE BIOFILMES COMESTÍVEIS A BASE DE NANOESTRUTURAS POLIMÉRICAS EM MATRIZES DE PECTINA............................................................................................... 66
RESONANT ELECTRON TUNNELING SPECTROSCOPY OF ANTIBONDING STATES IN A DIRAC SEMIMETAL .................................................................................................................................................... 67
BIOCURATIVOS ANTIBACTERIANOS PREPARADOS A PARTIR DE ALGINATO DE SÓDIO .............. 68
DINÂMICA DE VÓRTICES EM UM SISTEMA SUPERCONDUTOR MESOSCÓPICO COM CORRENTE E CAMPO MAGNÉTICO APLICADOS .............................................................................................................. 69
CINZA DE LODO DE ESGOTO: UM PRECURSOR ALTERNATIVO PARA A PRODUÇÃO DE AGLOMERANTES ATIVADO ALCALINAMENTE À BASE DE METACAULIM .......................................... 70
FILMES COMESTÍVEIS A BASE DE GELATINA E ÓLEOS ESSENCIAIS DE CRAVO E CANELA......... 71
SWELLING BEHAVIOR EVALUATION AND SPECTROSCOPIC PROPERTIES OF NANOSTRUCTURED HYDROGELS BASED ON ALGINATE, NANOCLAY AND ZEOLITE .......................................................... 72
INFLUÊNCIA DA ZEÓLITA NA MORFOLOGIA DO HIDROGEL DE PMAA-CO-PAAM CONTENDO POLISSACARÍDEO CARBOXIMETILCELULOSE ........................................................................................ 73
UTILIZAÇÃO DO MÉTODO PECHINI PARA A PREPARAÇÃO DE FILMES FINOS DE TEO2-LI2O ........ 74
CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS PIEZOELÉTRICO DE PZT COM MATRIZ CIMENTÍCIA ........... 75
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE OURO ESTABILIZADAS COM ÁCIDO HIALURÔNICO VISANDO APLICAÇÃO TERAPÊUTICA ............................................................................ 76
INFLUÊNCIA DA INCORPORAÇÃO DE ZN E NI NAS PROPRIEDADES MORFOLÓGICAS E SUPERCONDUTORAS DE NANOFIOS CERÂMICOS DE YBCO PRODUZIDOS POR SOLUTION BLOW SPINNING ........................................................................................................................................................ 77
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ESFERAS DE PVDF/ARGILA PARA A REMOÇÃO DE ÍONS METÁLICOS .................................................................................................................................................... 78
FABRICAÇÃO DE MOLDES PARA ENSAIO ACÚSTICO DE ESPUMA POLIURETANA (PUF) .............. 79
SÍNTESE DE FIOS DE ÓXIDO DE COBRE PELA TÉCNICA DE SOLUTION BLOW SPINNING ............. 80
EFEITO DO EXCESSO DE FERRO EM FILMES DE BIFEO3 ...................................................................... 81
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA MCM-41 INORGANOFUNCIONALIZADA COM TI(IV) ......... 82
FABRICAÇÃO DE FIOS SUBMICROMÉTRICOS POLIMÉRICOS COMO MATRIZ PARA SUPERCONDUTORES CERÂMICOS. .......................................................................................................... 83
ESTUDO DE ADSORÇÃO DE ÍONS CÁDMIO(II) EM UM SILSESQUIOXANO ORGANOFUNCIONALIZADO COM GRUPOS IMIDAZOL. .......................................................................... 84
ESTUDO DE RESÍDUOS DE FORNOS DTR PARA APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL .................. 85
TESTES DE FLAMABILIDADE VERTICAL DE POLIURETANOS DOPADOS ........................................... 86
UTILIZAÇÃO DE GESSO NA FABRICAÇÃO DE BLOCO CERÂMICO ................................................... 87
SÍNTESE DE PARTÍCULAS DE PRATA EM FIBRAS DE PVDF/TIO2 ......................................................... 88
15
Fios cerâmicos submicrométricos: experimento e simulação computacional
Maycon Rotta1, Alexsander L. Pessoa2, Elwis C.S. Duarte2,Guilherme M. Bombardi2, Claudio L. Carvalho2, Edson
Sardella3 e Rafael Zadorosny2
1IFMS-Três Lagoas; 2Unesp/Ilha Solteira; 3Unesp/Bauru
Autor correspondente: Rafael Zadorosny, Unesp-Ilha Solteira, [email protected].
Resumo
Um dos grandes focos da ciência moderna é a produção, caracterização e aplicação de materiais em escala
submicro e nanométrica. Materiais com esses tamanhos exibem comportamentos distintos dos seus exemplares
volumétricos devido a efeitos quânticos. Assim, novas possibilidades de aplicações emergem e englobam quase
todos os ramos da ciência. No caso de materiais supercondutores, novos e intrigantes fenômenos como vórtices
gigantes, phase-slips e vórtices cinemáticos surgem e, com eles, novas aplicações. Nesse ínterim, no presente
trabalho serão expostos a rota de síntese e o método de fabricação de fios submicrométricos de supercondutores
cerâmicos e o modelamento teórico simplificado desses materiais na busca de previsões de seus comportamentos.
Tal pesquisa tem apoio da FAPESP, processos 2016/12390-6.
Palavras-chave: nanofios, SBS, TDGL, vórtices, supercondutores.
1. Introdução
Dos fenômenos que emergem em nanoescala,
citamos fibras de mulita sem rachaduras[1], altas
magnetizações remanentes de metais de transição[2],
phase-slip lines[3,4] em supercondutores entre outros.
Havendo uma grande demanda de produção desses
materiais, destacam-se as técnicas de nanolitografia
avançada[5], feixe de elétrons (e-beam) ou de íons
(FIB)[6,7]. Contudo, o alto custo dessas técnicas,
promoveu o desenvolvimento de outras tais como a
técnica de Electrospinning (ES)[8] e a Solution Blow
Spinning (SBS)[9,10]. A vantagem dessa última é não
precisar de altíssimas voltagens e ter uma
produtividade maior. Assim, nesse trabalho a
produção de fios de materiais supercondutores
cerâmicos pela técnica SBS será abordada.
Adicionalmente, uma modelagem simples de um
desses fios utilizando a teoria de Ginzburg-Landau
dependente do tempo (TDGL) será apresentada, bem
como algumas propriedades magnéticas dos mesmos.
2. Materiais e Métodos
Acetatos metálicos foram dissolvidos em: 65%
metanol, 21% ácido acético e 14% ácido propiônico
contendo 5wt% de PVP. Fixou-se uma concentração
de 5:1 (Acetatos:PVP). Essa solução foi colocada em
seringa e ejetada em razões entre 50 e 60 mL/min sob
pressão de ar entre 133 e 66 kPa. As fibras foram
tratadas em taxas de aquecimento de 1°C/min e
mantidas em patamar de 850°C/14h, com fluxo de
O2[9]. A modelagem foi feita usando as equações de
Ginzburg-Landau dependentes do tempo, tal como
mostrado na sequência e em detalhes em[11].
3. Resultados e Discussão
Fibras cerâmicas foram obtidas com diâmetros médios
de 400nm. Medidas de DRX mostram obtenção de
fase pura. A Figura 1 mostra imagens de MEV de um
fio e de um conjunto deles; o painel à direita mostra
um DRX de uma amostra de YBCO por nós obtida e,
no painel inferior, um nanofio simulado contendo 5
grãos com 4 defeitos cada grão. Outros resultados
serão mostrados na apresentação.
Figura 1: Nanofios produzidos por SBS e uma simulação usando TDGL.
4. Conclusão
O GSMA está capacitado a produzir fios e fibras
submicroméricas de materiais cerâmicos complexos e
simular supercondutores nanométricos usando TDGL.
5. Agradecimentos
FAPESP processos 2013/17719-8 e 2016/12390-6.
Referências [1]R.M.D.C. Farias et al., Mater. Lett. 149 (2015) 47–49.
[2]D.J. Sellmyer, et al., J. Phys. Condens. Matter, 13 (2001) R433
[3] B.I. Ivlev, N.B. Kopnin, Sov. Phys. Uspekhi. 27 (1984) 206.
[4]G.R. Berdiyorov, et al., Phys. Rev. B Phys. 79 (2009) 1–8.
[5]F. Cerrina, C. Marrian, A path to Nanolithography, MRS Bull,
Pittsburgh, 11 (1996) 1–12.
[6]J.M. Gibson, Phys. Today, Illinois,. 50 (1997) 56–61.
[7]S. Matsui, Y. Ochiay, Nanotechnology, Japan, 7, (1999)
[8]N. Bhardwaj, S.C. Kundu, Biotechnol. Adv. India, 28, 325 (2010)
[9]M. Rotta, et al., Ceramics International 42 (2016) 16230
[10]G.M. Medeiros et al., J. Apl. Polym. Sci. Bras. 113, 2322 (2009)
[11]E.C.S. Duarte et al., J. Phys.: Condens. Matter 29 (2017)
405605, and references there in.
16
Inf luência da interface supercondutor -defeito na dinâmica de vórt ices de amostras mesoscópicas
Rodolfo C. Santos1; Alice Presotto1; Danilo Okimoto1; Elwis C. S. Duarte1; Edson Sardella2; Rafael Zadorosny1 1Depto de Física e Química, UNESP – Ilha Solteira; 2Depto de Física, UNESP – Bauru
Autor correspondente: Rodolfo Carvalho dos Santos, Passeio Caconde 308, [email protected]
Resumo
Esse trabalho tem como foco o estudo da dinâmica de vórtices em supercondutores mesoscópicos contendo um
defeito central constituído do mesmo material da matriz mas com uma espessura diferente (blind-hole). Tal sistema
foi simulado seguindo o formalismo fenomenológico de Ginzburg-Landau; mais especificamente, as equações de
Ginzburg-Landau dependentes do tempo (TDGL) foram numericamente resolvidas. As análises foram realizadas por
imagens do mapeamento do parâmetro de ordem supercondutor , quantidade que caracteriza o estado
supercondutor, e na construção da curva da magnetização em função do campo magnético aplicado.
Palavras-chave: supercondutor, TDGL, mesoscópico, dinâmica de vórtices.
1. Introdução
As equações de Ginburg-Landau dependentes
do tempo (Time-Dependent Ginzburg Landau, TDGL)
foram propostas por Schmid em 1966 [1]. Com isso,
pela variação temporal do parâmetro de ordem
complexo, ψ, e do potencial vetor A, adicionado com o
potencial elétrico φ, é possível estudar estados de não
equilíbrio da matéria de vórtices. As TDGL em
unidades adimensionais são dadas por:
Onde é a densidade de corrente supercondutora. O
parâmetro é uma função que define as regiões de
defeitos. Se > 1, tem-se um material com Tc maior
do que o da matriz; se 0 ≤ <1, a Tc local é menor do
que a da matriz e é o parâmetro de GL que define o
material supercondutor.
2. Material e Métodos
O sistema supercondutor estudado consiste
de uma amostra quadrada de tamanho lateral de 30
ξ(0) com um defeito concêntrico contendo um
supercondutor de menor Tc (um blind-hole), também
quadrado, com lateral de 10 ξ(0), tal como
exemplificado na Figura 1. ξ(0) é o comprimento de
coerência e está relacionado à variação da densidade
de portadores do estado supercondutor (os
superelérons/pares de Cooper).
3. Resultados e Discussão
Foi utilizado (que é referente à liga de
Pb-In)[2] e uma temperatura de 0,5 Tc. A Figura 2
mostra o loop de histerese (M(H)) obtido para a
amostra. Com base em tal curva, a dinâmica de
vórtices foi analisada, tal como mostrado na Figura 2,
onde os saltos representam a penetração.
4. Conclusão
O defeito central apresenta uma força de
aprisionamento efetiva, observando-se que, ao retirar
o campo aplicado, os vórtices ficam aprisionados no
mesmo. Ao aplicar um campo no sentido contrário, foi
verificada a expulsão de vórtices e a formação de
vórtice gigante dentro do defeito.
5. Agradecimentos
FAPESP processo 2016/12390-6
Referências [1] A. Schmid, Phys. Kondens. Mater. 5, 302 (1966).
[2] C. P. Poole Jr, H. A. Farach and R. J. Creswick,
Superconductivity,” Academic Press, San Diego, USA (1995).
Figura 1: Exemplificação
do sistema supercondutor
simulado. A região central
mais clara é o “blind-hole”.
Figura 2: Curva MxH e dinâmica de vórtices.
17
ANÁLISE DA REATIVIDADE DE DERIVADOS DE POLIPIRROL PARA
APLICAÇÃO EM SENSORES QUÍMICOS VIA CÁLCULOS DE ESTRUTURA
ELETRÔNICA
Alex P. Coleone1,2; Susan A. Kitai2; Augusto Batagin-Neto1,2
1 Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências, Bauru
2 Universidade Estadual Paulista (UNESP), Câmpus Experimental de Itapeva
Autor correspondente: Alex P. Coleone, [email protected]
Resumo
Polímeros orgânicos têm se mostrado materiais promissores na confecção de sensores químicos devido a sua alta
versatilidade de síntese e baixo custo relativo. Visando melhor compreender as características sensoriais destes
materiais e propor possíveis derivados com propriedades melhoradas, neste trabalho foram avaliados dados de
reatividade local de derivados de polipirrol (PPy) através de cálculos de estrutura eletrônica.
Palavras-chave: derivados de polipirrol, índices de reatividade, sensores químicos.
1. Introdução
Materiais orgânicos poliméricos têm se
mostrado materiais promissores na confecção de
sensores químicos, principalmente devido a sua alta
versatilidade de síntese e baixo custo relativo. Neste
contexto destacam-se os derivados de polipirrol [1].
Neste trabalho cálculos de estrutura eletrônica
foram realizados em diferentes derivados de polipirrol,
no sentido de identificar características estruturais,
eletrônicas e de reatividade que permitam a obtenção
de sensores de alta sensibilidade e seletividade.
2. Material e Métodos
A Figura 1 apresenta a estrutura básica
comum aos derivados de PPy estudados.
Figura 1. Estrutura básica de repetição DOS
derivados de PPy.
Todos os derivados foram otimizados numa
conformação planar, visando simular estruturas
encontradas em filmes finos. Pré-otimizações
empregando-se uma abordagem Hartree-Fock, com o
método semiempírico PM6 foram realizadas com o
auxílio do pacote computacional MOPAC2016 [2]. As
estruturas resultantes foram re-otimizadas numa
abordagem DFT com funcional de correlação e troca
B3LYP e funções de base 6-31G(d), com o auxílio do
pacote computacional Gaussian 09 [3].
O estudo de reatividade sobre a cadeia dos
polímeros foi realizado através da análise dos Índices
de Fukui Condensados sobre os átomos (IFCA) [4],
numa abordagem DFT/B3LYP/6-31G(d) com o auxílio
do pacote computacional Gaussian 09.
3. Resultados e Discussão
A Figura 2 ilustra resultados típicos obtidos de
estudo de IFCA. As cores azul e vermelho delimitam
regiões de baixa e alta reatividade, respectivamente.
Figura 2. Resultados típicos obtidos (sistema PPy-
EDOP)
4. Conclusão
Os resultados indicam que a escolha
apropriada de substituintes laterais permite o
deslocamento de regiões mais reativas para sítios
mais acessíveis da cadeia polimérica, característica
relevante em sensores químicos.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq (Proc.
448310/2014-7) pelo suporte financeiro e ao
NCC/UNESP pela disponibilização de recursos
computacionais.
Referências [1] R. Erlandsson, O. Inganäs, I. Lundström and W. R. Salaneck, Synthetic Metals 10, 303 (1985). [2] J. J. P. Stewart, Journal of Molecular Modeling 13, 1173 (2007).
[3] M. J. Frisch, et al., Gaussian 09, Wallingford CT, 2009. [4] W. Yang, W. J. Mortier, Journal of American Chemical Society
108, 5708 (1986).
18
Propriedades Estruturais e Eletrônicas de Filmes Finos de TiO2 Dopados com Chumbo
Douglas H. M Azevedoa; Guilherme S. L. Fabrisb; João M. M. Cordeiroa; Júlio R. Sambranob.
aUniversidade Estadual Paulista (UNESP) – Campus Ilha Solteira.
bUniversidade Estadual Paulista (UNESP) – Campus Bauru.
Autor correspondente: Douglas Henrique Marcelino de Azevedo, Ilha Solteira/SP, [email protected].
Resumo
A utilização de materiais com propriedades ópticas e condutoras está crescendo de acordo com o avanço
tecnológico. Mas, para a obtenção desses materiais, utiliza-se em sua grande parte o óxido de Índio (In2O3). Como o
Índio encontra-se em baixa quantidade no meio ambiente, a presente pesquisa pretende viabilizar a utilização de
outros óxidos. Ainda que mediante técnicas experimentais seja possível obter este tipo de informação, a
complementação teoria-experimentação é imprescindível para obtenção de modelos adequados. O objetivo deste
trabalho foi estudar as propriedades eletrônicas de filmes finos de dióxido de titânio (TiO2) em função da superfície
exposta e da dopagem de chumbo, via cálculos ab initio, empregando a teoria do funcional de densidade (DFT) pelo
programa CRYSTAL14. Os resultados mostraram que o TiO2 dopado com chumbo é uma alternativa viável como
TCO (óxido condutor transparente) tendo um bandgap médio entre suas superfícies de 2,30 eV, e um menor
bandgap na superfície (001) de 1,65 eV.
Palavras-chave: TiO2, PbO2, Rutilo, DFT.
1. Introdução
Os TCO’s são materiais que combinam as
propriedades ópticas e condutoras, o que permite que
sejam utilizados em dispositivos optoeletrônicos.
Devido a sua transparência e um bandgap
semicondutor (3 eV) o TiO2 pode ser estudado para
aplicações como TCO. Junto com essa informação e
os recentes estudos sobre o dióxido de chumbo
(PbO2) em que se demonstrou que é um semicondutor
de bandgap estreito e que, em geral, apresenta
deficiência estequiométrica de oxigênio. Levando os
estudos do PbO2 e as propriedades do TiO2 em
consideração, utilizando o DFT, verificamos a
influência da dopagem das superfícies de TiO2 com
chumbo.
2. Material e Métodos
Os estudos de primeiros princípios foram
feitos utilizando o programa CRYSTAL14. Foi utilizado
o funcional híbrido B3LYP. Foi utilizado também o
método de BROYDEN, foram utilizados os parâmetros
de Grimme para os átomos, onde considera o raio de
Van der Waals no lugar do raio iônico. Foram obtidos
resultados para slabs com superfícies de baixos
índices de Miller (001), (010), (101) e (110) e para
cada superfície foram estudados dois sistemas: um só
com a matriz de TiO2 e uma matriz de
PbO2/TiO2/PbO2. Sendo estes feitos a partir dos bulks.
3. Resultados e Discussão
Nas superfícies do TiO2 puro, observa-se uma
contribuição eletrônica maior dos oxigênios na banda
de valência e, na banda de condução, uma
contribuição maior do titânio. Esse comportamento da
densidade de estados foi observado para todas as
outras superfícies. Para a superfície (001) o bandgap
foi indireto entre Γ e M com o valor de 3,5 eV; para a
superfície (010) o bandgap foi direto em Γ com o valor
de 3,6 eV; na superfície (110) o bandgap do slab do
TiO2 também foi direto em Γ com o valor de 3,4 eV e,
para a superfície (101), observou-se um bandgap
direto no ponto Γ com um valor de 3,6 eV.
Nas superfícies do TiO2 dopado, observa-se o
mesmo perfil de contribuição que no slab puro. Pode-
se observar que em todas as superfícies, a interação
entre o oxigênio e o chumbo fez com que haja a
diminuição no bandgap das superfícies. Na superfície
(001) o bandgap ficou direto no ponto Γ com um valor
de 1,65 eV, já para a superfície (010) o bandgap ficou
com um valor de 2,43 eV, para a superfície (110) o
bandgap foi de 2,61 eV e, na superfície (101) o
bandgap foi de 2,53 eV.
4. Conclusão
Com a dopagem do TiO2 com o chumbo, foi
possível observar que o bandgap de todas as
superfícies diminuiu pelo menos 1 eV, sendo a
superfície (001) que obteve um menor valor (1,65 eV).
Com esses resultados pode-se concluir que a
dopagem do TiO2 com chumbo mostrou uma
significante diferença em suas propriedades,
tornando-o uma melhor opção para utilização como
TCO e um menor gasto para a obtenção desse
material.
Referências [1] P, D. J.; Et al.; Physical Review Letters. v. 96, p.1-4. 2006.
[2] M, J.; Et al.; J. Phys.: Condens. Matter. v. 24, p. 424206. 2012.
[3] C, F.; Mol. Phys. v. 103, p. 2483-2496. 2005.
[4] M-J, M. A.; R, T. T.; Phys. ReV. B. v. 64, p. 075407. 2001.
[5] H, C. H.; C, D. P.; U.K., Wiley: Chichester, 1998.
19
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA DE BLENDAS CONTENDO POLIANILINA POLIMERIZADA IN SITU NO LÁTEX DE
BORRACHA NATURAL IN NATURA
Eliza S. Martin1; Alex O. Sanches1; Nara R. de S. Basso2; José A. Malmonge1; 1-Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, Ilha Solteira – SP 2-Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS Autor correspondente: Eliza Sbrogio Martin, Rua Remanso 200 - Ilha Solteira/SP, [email protected]
Resumo
Nesse trabalho foram obtidas blendas de polianilina (PAni) e borracha natural a partir da polimerização da
anilina (An) in situ no látex in natura de borracha natural (LBN) utilizando ácido dodecilbenzeno sulfônico (DBSA)
como agente surfactante e dopante e persulfato de amônio (APS) como oxidante. Utilizando a razão molar An:DBSA
1,0:1,0 foram obtidas blendas com razão mássica BN/An igual 12, 8, 6 e 4. Em todas as sínteses manteve-se
constante a razão molar de An:APS igual a 1:1,5. A dopagem da PAni nas blendas foi confirmada por meio de
espectroscopia de ultravioleta na região do visível e infravermelho próximo (UV-vis-NIR). O valor da condutividade
elétrica nas blendas variou na faixa de 9,0.10-5 para a razão BN/An 12, alcançando um máximo de 7.10-3S.cm-1 para
a razão BN/An 4.
Palavras-chave: polianilina, borracha natural, polimerização.
1. Introdução
A borracha natural (BN) é amplamente utilizada
em diferentes aplicações devido principalmente a sua
elasticidade e também por ser um biopolímero de
baixo custo. Utilizando partículas condutoras tais
como negro de fumo, nanotubos de carbono,
polianilina etc., é possível obter compósitos de
borracha natural com condutividade cerca de 13
ordem de grandeza maior do que a da BN pura. A
dificuldade em fabricar esses compósitos está em
obter uma boa dispersão dessas partículas. Uma
maneira de contornar este problema é realizar a
polimerização in situ da partícula condutora na matriz
de BN. Neste trabalho blendas de BN/PAni foram
obtidas a partir da polimerização da An na presença
do LBN. As amostras foram caracterizadas utilizando
as técnicas de UV-vis-NIR e a condutividade elétrica
avaliada pelo método de duas e quatro pontas.
2. Material e Métodos
Para a síntese das blendas, primeiramente foi
preparada uma emulsão contendo solução aquosa de
DBSA e An. Na sequência, a emulsão foi adicionada
ao LBN e a polimerização teve início com a adição da
solução aquosa de APS.
Os espectros de UV-vis-NIR foram obtidos com
um espectrofotômetro da marca Varian modelo CARY
50 na faixa de 300 e 1000nm. Medidas de
condutividade elétrica foram realizadas pelo método
de duas e quatro pontas.
3. Resultados e Discussão
A Figura 1 ilustra os espectros obtidos para as
blendas. Por meio deles, a polimerização da PAni fica
claramente evidenciada devido a presença das banda
de absorção em 368nm, atribuída à transição π-π* dos
anéis benzenóides, e em 440nm e em 820nm,
correspondentes a excitação da banda de pólarons
formadas pela protonação da PAni [1].
Figura 1: Espectro no UV-vis-NIR da PAni/DBSA
400 600 800 1000
Bn/An4
Bn/An8
Ab
so
rbâ
ncia
(%
)
Comprimento de Onda (nm)
Bn/An12
O valor da condutividade elétrica variou de acordo
com a razão em massa de BN/An. As blendas
BN/An12, BN/An8, BN/An6 e BN/An4 apresentaram,
respectivamente, os seguintes valores de
condutividade 9,3.10-5, 3,0.10-4, 4,0.10-3 e 7,0.10-3
S.cm-1. O valor da PAni pura foi de 1,7 S.cm-1. A
diminuição na condutividade para maiores quantidade
de borracha está relacionada ao isolamento das ilhas
condutoras de PAni nas blendas.
4. Conclusão
Blendas de borracha natural e PAni obtidas a
partir da síntese da An na presença do LBN foram
obtidas com sucesso. A condutividade elétrica máxima
alcançada foi 7.10-3S.cm-1 para a razão BN/An 4 cujo
valor é cerca de 11 ordens de grandeza maior do que
a da BN pura (10-14S.cm-1) e 3 ordens de grandeza
inferior a da PAni/DBSA.
Referências [1] A.G. MacDiarmid; et al. Synthetic Metals, 1987, 18, 285.
20
NANOPARTÍCULAS DE QUITOSANA APLICADAS COMO AGENTE DE REFORÇO EM FILMES COMESTÍVEIS DE CUPUAÇU E
PECTINA
Pamela Thais S. Melo, Fauze A. Aouada, Márcia R. de Moura
UNESP – Univ Estadual Paulista, Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, SP.
Autor correspondente: Pamela Thais S. Melo, [email protected]
Resumo
Os resíduos gerados pelo descarte de embalagens não biodegradáveis têm crescido a cada ano. Uma forma de
amenizar o problema é o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis. Entretanto, tais embalagens apresentam
algumas propriedades inferiores às tradicionais plásticas. Uma estratégia para melhorar as propriedades de plásticos
biodegradáveis consiste na inserção de materiais nanoestruturados às matrizes poliméricas. O trabalho objetivou a
produção de filmes de pectina, polpa de cupuaçu e adição de nanopartículas de quitosana.
Palavras-chave: filmes biodegradáveis, polímeros naturais, nanoestruturas.
1. Introdução
As embalagens destinadas a envolver
alimentos são responsáveis por boa parte dos
resíduos plásticos descartados no meio ambiente.
Para amenizar o problema, pesquisas recentes têm se
concentrado no desenvolvimento de filmes
comestíveis. No entanto, esses filmes apresentam
propriedades que limitam seu uso (especialmente as
de barreira e mecânicas). Por este motivo,
nanoestruturas1 vem sendo adicionadas às matrizes
poliméricas com objetivo de melhorar tais
propriedades.
2. Material e Métodos
As NPs foram sintetizadas por gelatinização
ionotrópica e caracterizadas através da técnica de
espalhamento de luz dinâmica (DLS). Os filmes foram
preparados por “casting” através de uma dispersão
contendo água, polpa de cupuaçu, pectina e NPs de
QS. Foram realizados testes de permeabilidade ao
vapor de água (WVP) com base no método
modificado ASTM 96-802 e ensaios de tração de
acordo com as normas ASTM 882-973.
3. Resultados e Discussão
As NPs apresentaram tamanho médio em
torno de 100 nm e potencial zeta de +30 mV. Os
resultados dos testes de tração e de WVP encontram-
se na tabela 1. A WVP e elongação aumentaram com
a adição da polpa devido ao efeito plastificante do
cupuaçu. Entretanto, quando se compara somente os
filmes que contêm polpa é possível observar um
incremento na propriedade de barreira e % de
elongação dos filmes quando se adiciona as NPs. A
adição das nanoestruturas dificulta a passagem de
moléculas de água pela matriz do filme, diminuindo os
valores de WVP3.
Tabela 1. WVP, tensão máxima e elongação dos filmes.
Filmes*
WVP* Tensão (MPa)
Elongação (%)
1 0,34 ± 0,03 60,32 ± 2,26 1,62 ± 0,47
2 1,89 ± 0,10 37,33 ± 1,74 5,55 ± 1,79
3 1,37 ± 0,04 30,90±1,37 9,85 ± 1,56
* Valores de WVP expressos em (g mm/kPa h m2).
* Os filmes 1, 2 e 3 referem-se, respectivamente, aos filmes
contendo pec, pec + polpa, pec + polpa + NPs.
4. Conclusão
As nanopartículas de quitosana causaram um
incremento nas propriedades de barreira e mecânica
dos filmes. Além disso, mesmo após a adição de NPs,
a cor e odor característicos da polpa se preservaram,
o que os tornam ainda mais interessantes na
utilização em embalagens para alimentos.
5. Agradecimentos
UNESP, CNPq, EMBRAPA.
Referências [1] S. F. Hosseini, et al. Food Hydrocolloids 44, 172 (2015)
[2] ASTM - Standard test method for water vapor transmission of materials (1980). E96-80. In: Annual Book of American Standard Testing Methods. Philadelphia, USA, PA: ASTM [3] ASTM - Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting (1997). D882-97. In Annual book of American Standard Testing Methods. Philadelphia, USA, PA: ASTM [4] M. V. Lorevice, et al., Química nova 37, 931 (2014)
21
OBTENÇÃO DE ESFERAS DE QUITOSANA INCORPORADAS COM FERTILIZANTES PARA APLICAÇÃO EM LIBERAÇÃO
CONTROLADA DOS NUTRIENTES NPK
Karla de F. Freitas1; Luiz F. Malmonge1; Marcelo C. M. T. Filho1.
1Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), Faculdade de Engenharia Câmpus de Ilha
Solteira/SP
Autor correspondente: Karla de Frias Freitas, Av. XV de outubro, 161, Ilha Solteira – SP, [email protected]
Resumo
O uso de fertilizantes de liberação controlada, melhora a absorção dos nutrientes pelas plantas através da
sincronização da disponibilidade dos elementos essenciais com a necessidade requerida pelo vegetal, além de
reduzir significativamente as eventuais perdas substanciais para o meio ambiente. Sendo assim, polímeros
abundantes e degradáveis como a quitosana ganham destaque nas pesquisas. Neste trabalho, foram obtidas esferas
de quitosana, incorporadas com os nutrientes NPK, utilizando o método de gotejamento. As soluções foram
preparadas em ácido acético (5%) de quitosana com o fertilizante fosfato de potássio monobásico, em concentração
de 30%(m/m), em relação a massa do polímero. O gotejamento das soluções foi realizado em uma solução
coagulante de hidróxido de sódio (2 M) e posteriormente foram filtradas, lavadas e secas em estufa a 50°C. Para o
estudo do comportamento da liberação dos nutrientes, as esferas ficaram imersas em água deionizada por 08 horas.
Finalmente foram quantificados os nutrientes nas esferas antes e após a imersão, bem como também foi feita a
análise da água para verificação da quantidade de nutrientes liberados. Os resultados apresentados mostraram que
as amostras tiveram uma redução de 5% de nitrogênio, 74% do nutriente P e 86,3% de K. A análise da água onde as
amostras ficaram submersas apresentou a presença de 350 ppm de N, 200 ppm de P e 160 ppm de K.
Palavras-chave: fertilizante, quitosana, liberação controlada
1. Introdução
A eficiência no uso de fertilizantes minerais é o
fator que mais contribui para o aumento da
produtividade agrícola. Os fertilizantes de liberação
controlada visam diminuir as perdas de nutrientes para
o meio ambiente e além disso, aumentar a eficiência
de absorção da planta, sincronizando a liberação do
fertilizante com a necessidade da planta. Para o
desenvolvimento desses novos materiais, são usados
polímeros naturais, como a quitosana, por suas
inúmeras vantagens, como: baixo custo, abundância,
não toxidade e degradabilidade. [1]
2. Material e métodos
As amostras foram feitas solubilizando
quitosana pura em ácido acético (5%), por 24h, e
então foi adicionado o fertilizante fosfato de potássio
monobásico a uma concentração de 30% (m/m) em
relação à massa do polímero. Posteriormente foram
analisadas as quantidades dos nutrientes NPK nas
amostras antes e após imersão em água, bem como
também foi feito a análise da água. Os métodos
utilizados nas análises foram de Semi micro Kjeldahl,
para o nitrogênio total, Colorimetria do metavanadato
para o fósforo e Espectrometria de absorção atômica
para análise do potássio.
3. Resultados e discussão
Os valores apontaram resultados bastante
satisfatórios para os três nutrientes. O nitrogênio,
nutriente que era proveniente apenas da própria
matriz polimérica, apresentou o maior valor de
liberação para o meio aquoso, sendo este de 350
ppm. Já os demais nutrientes, apesar de
apresentarem valores de liberação inferiores ao do
nitrogênio, exibiram resultados muito similares entre
si, tendo sido de 200 e 160 ppm para o fósforo e o
potássio, respectivamente.
4. Conclusão
Os resultados preliminares demonstram ser
promissores para o processo de liberação controlada.
Esferas de quitosana incorporadas com fertilizante
foram obtidas com sucesso utilizando o método de
gotejamento. As análises indicaram que os nutrientes
fósforo e potássio foram incorporados e após imersão
em água ocorreu a liberação dos mesmos. O
nitrogênio presente na amostra é derivado da
quitosana que também foi liberado durante a imersão.
5. Agradecimentos
CAPES
6. Referências
[1] Isherwood, K. F. Mineral Fertilizer Use and the
Environment. International Fertilizer Industry Association
Revised Edition. Paris, February 2000.
22
MANUFATURA DE PRÓTESE ANATÔMICA EM MATERIAL POLIMÉRICO
Flaminio C. P. Sales; Saulo J. C. D Fernandes; Miguel F. G. da Silva; Guilherme Waldow; Romeu R. C. da Costa.
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Laboratório de materiais compósitos
Autor correspondente: Flaminio C. P. Sales, Cornélio Procópio - CEP: 86.300-000, [email protected].
Resumo
Este trabalho faz uso de imagens de tomografia computadorizada para gerar uma imagem 3D, com o objetivo de
criar uma prótese para uma fratura no osso frontal, utilizando os softwares 3D Slicer e Autodesk Fusion 360.
Palavras-chave: prototipagem rápida, PLA, tomografia computadorizada, modelagem 3D.
1. Introdução
Os avanços na prototipagem rápida (RP)
permitiram aos clínicos explorar estes recursos na
fabricação de próteses adaptáveis ao paciente.
Imagens obtidas por meio de tomografias
computadorizadas (CT) são geradas em um formato
padrão (DICOM) e podem ser usadas para gerar
elementos tridimensionais em formato editável em
softwares de modelagem compatíveis com a
prototipagem rápida.
Diante deste cenário, este trabalho tem como
objetivo apresentar o projeto e a metodologia de
fabricação de uma prótese anatômica, produzida em
material polimérico e gerada a partir de imagens CT,
com posterior tratamento em um software de
processamento de imagens médicas e modelagem por
meio de recursos de modelagem de forma livre.
2. Material e Métodos
Imagens CT se baseiam no princípio que os
tecidos possuem diferentes densidades quando
expostos aos fótons de raios-X. Os arquivos de CT
utilizados no presente trabalho (Cranium) representam
o exame diagnóstico de um paciente que sofreu uma
fratura no osso frontal. Tais dados foram obtidos nos
repositórios do software InVesalius.
Este arquivo foi processado no 3D Slicer um
software de visualização de imagens médicas. Pela
densitometria foi possível selecionar apenas as
regiões de interesse (ossos) e gerar uma imagem 3D.
Tal imagem sofreu tratamento superficial e foi
exportada.
A prótese foi gerada no software Autodesk Fusion
360 com base no modelo 3D obtido anteriormente.
Para tal, partiu-se do conceito de que não existem
diferenças significativas entre os lados direito e
esquerdo do crânio [4]. Falhas geométricas foram
corrigidas com recursos de modelagem livre. A
prótese encaixada na falha óssea e impressa é
mostrada na figura 1
Após a elaboração dos desenhos, foi realizada a
impressão em 3D utilizando-se modelagem por
deposição fundida (FDM) com filamento de ácido
poliático (PLA), um material aprovado para aplicações
médicas pela US Food and Drug Administration (FDA)
[1]. Posteriormente, foram realizadas medições
manuais utilizando-se um paquímetro com tolerância
0,05mm e avaliações no volume do sólido impresso.
Figura 1. Prótese cobrindo a falha e impressa
3. Resultados e Discussão
Observou-se que o desvio dimensional entre os
pontos analisados foi de aproximadamente 7%; o
sólido impresso tem um volume 10% maior que o do
modelo computacional, se adequando aos requisitos
geométricos determinados para o paciente estudado.
Uma análise e validação mecânica dos sólidos
considerados, tornariam modelos impressos em 3D
uma alternativa viável para próteses “personalizadas”.
4. Conclusão
Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois as
dimensões obtidas foram aproximadamente
semelhantes aos seus valores nominais. Os materiais
utilizados também atendem aos padrões médicos,
tornando a prototipagem rápida viável para impressão
de próteses.
5. Agradecimentos
Agradecemos ao LMC e ao CTI Renato Archer
pelos materiais e dados disponibilizados.
Referências [1] G. Z. Cheng, R. S. J. Estepar, E. Folch, J. Onieva, S. Gangadharan, and A. Majid, “Three-dimensional Printing and 3D Slicer: Powerful Tools in Understanding and Treating Structural Lung Disease,” Chest, vol. 149, no. 5, pp. 1136–1142,(2016). [2] A. F. Antas and F. J. Lino, “Utilização das tecnologias de prototipagem rápida na área médica,” Design, pp. 2–4, 2008. [3] S. D. Waldman,” in Pain Review, W.B. Saunders, p. 366 (2006). [4] E. K. C. Rothier,“Comparação da simetria craniana através de imagens obtidas de tomografia computadorizada cone beam.” (2011).
23
DEFORMAÇÃO POR CORRELAÇÃO DE IMAGENS EM COMPÓSITO
Ênio H. P. da Silva; Guilherme Waldow; Guilherme I. Bueno; Romeu R. C. da Costa
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Laboratório de Materiais Compósitos
Autor correspondente: Ênio H. P. da Silva, Cornélio Procópio - CEP: 86.300-000, [email protected]
Resumo
Este trabalho visa avaliar a deformação de um compósito ferromagnético particulado sob tração via correlação digital
de imagens (DIC). Os resultados puderam fornecer tanto a deformação (ε) longitudinal (long.) quanto transversal
(transv), assim como o gradiente de deformação ao longo do ensaio.
Palavras-chave: correlação de imagens, compósito particulado, deformação mecânica.
1. Introdução
Adicionar partículas dentro de um polímero
pode trazer melhorias e pioras no material. Rigidez,
compressibilidade e resistência à fadiga podem
melhorar, enquanto a resistência à tração pode ser
prejudicada [1].
Strain são usados na medição de deformação
mecânica, porém necessita-se da medição com
contato. A DIC não necessita de contato e é baseada
na comparação de imagens digitais e pode determinar
diversas medidas de deslocamento [2, 3].
2. Material e Métodos
Amostras foram feitos em molde de silicone,
sendo colocada uma camada de epóxi, seguida das
partículas ferromagnéticas de aço SAE 1045 divididas
em três granulometrias (1-2; 0,450-1 e 0,250-0,450
mm). A Figura 1 mostra o esquema de cura do
polímero. O ensaio de tração seguiu a ASTM D638-14
[4] e o software de DIC foi GOM Correlate.
Figura 1. Esquema de cura dos compósitos.
3. Resultados e Discussão
Espécimes com menor partículas mostraram
maiores ε que os espécimes com partículas maiores. A
Figura 2 mostra os campos de ε long. (verde/amarelo)
e transv. (azul) para os materiais testados e ilustra a
concentração de tensão no espécime com maior
granulometria, devido à maior dificuldade de dispersão
das partículas. A Tabela 1 mostra os valores médios
de ε para compósitos de epóxi divididos por tamanho
de partícula de aço (E+PA) em mm.
Figura 2. ε para (a) epóxi puro; (b) com partículas de 0,250-0,450
mm; (c) 0,450-1 mm; (d) 1-2 mm.
Tabela 1. Valores de máximos de deformação.
Espécime ε long. (%) ε transv. (%)
Epóxi 1,60 -0,53
E+PA 0,250-0,450 1,50 -0,50
E+PA 0,450-1 1,30 -0,43
E+PA 1-2 1,15 -0,35
4. Conclusão
A DIC mostrou-se eficiente para a análise dos
campos de deformação, mostrando previamente o
local da fratura e dos concentradores de tensão nos
materiais, fornecendo valores de deformação transv. e
long. que podem ser usados para análises de tensão-
deformação.
Referências [1] Mebarki Y, Rechak S, Marc D, Maslouhi A, J Braz Soc Mech Sci Eng 36, 939–949 (2014) [2] Aydin M, Wu X, Cetinkaya K, Yasar M, Kadi I, Eng Sci Technol an Int J. (2018) [3] Bai P, Zhu F, He X, Opt Lasers Eng 65, 28–37 (2015) [4] ASTM (2014) D638, ASTM - American Standard Test Method, West Conshohocken
24
APLICABILIDADE DA CELULOSE BACTERIANA NA ELABORAÇÃO DE NOVOS FILMES COMESTÍVEIS CONTENDO
PURÊ DE COUVE
Elaine F. R. de Oliveira1; Fauze A. Aouada1; Henriette M. C. de Azeredo2; Márcia R. de Moura1.
1 UNESP – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH), Departamento de Química e Física (DFQ), Ilha Solteira, SP, Brasil. 2 Empresa Brasileira de
Pesquisa Agropecuária - Embrapa Instrumentação, São Carlos, SP, Brasil.
Autor correspondente: Elaine Florinda R. de Oliveira. e-mail: [email protected]
Resumo
Devido à crescente necessidade no aproveitamento da produção de frutas e hortaliças, vem-se desenvolvendo
tecnologias para prolongar sua vida útil pós-colheita, somado a isto, também existe o interesse de usar novas
tecnologias e matérias primas de baixo custo que não tenham efeitos negativos para o ambiente nem à nutrição
humana. Desta forma o presente trabalho tem como objetivo produzir biofilmes comestíveis à base de couve
manteiga (Brassica oleracea L. variedade acephala) e nanofibra de celulose bacteriana (BCNF) que tenham
propriedades satisfatórias para aplicação no setor alimentício e potencial mercadológico.
Palavras-chave: Hortaliças, biofilmes, nanofibras, Brassica oleracea L. var. acephala.
1.Introdução
Atualmente, em função da mudança de estilo de
vida dos consumidores, com tempo reduzido para o
preparo das refeições, tem sido observada demanda
crescente por alimentos minimamente processados ou
industrializados, especialmente frutas e hortaliças. [1]
A couve (Brassica oleracea L. var. acephala),
Brassicaceae, é uma hortaliça muito consumida na
culinária brasileira devido às novas maneiras de
utilização e às recentes descobertas da ciência quanto
as suas propriedades nutracêuticas. A couve
minimamente processada é um produto perecível
devido a rápido intumescimento e senescência pós-
colheita. [2]
A busca por produtos biodegradáveis e de baixo
custo tem uma crescente demanda tecnológica.
Diante deste fato, a celulose vem despertando um
grande interesse na produção de novos materiais, pois
é uma matéria prima abundante, de baixo valor
agregado, biodisponível e apresenta propriedades
ecologicamente compatíveis como a
biodegradabilidade. [3] Considerando as propriedades
dos materiais descritos, pretende-se, desenvolver e
caracterizar filmes comestíveis utilizando a couve
manteiga Brassica oleracea L. var. acephala) e a
nanofibra de celulose bacteriana (BCNF).
2. Material e Métodos
As folhas de couve manteiga (Brassica oleracea L.
var. acephala) serão obtidas na cidade de Ilha Solteira
de produtores locais, após a colheita as folhas serão
higienizadas e levadas ao branqueamento que é um
processo térmico de curto tempo de aplicação.
Será também desenvolvido um purê a base de
couve e água para incorporação na nanofibra de
celulose bacteriana (BCNF) sendo elas obtidas
através da separação mecânica e submetidas à
agitação a fim de obterem-se suspensões de BCNF
adequadas para a formação da solução filmogênica e
posterior incorporação do purê de couve.
Os nanocompósitos que serão desenvolvidos
passarão por analises como: medidas de espessura,
solubilidade em água, propriedades mecânicas,
microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises
visuais, detecção de energia dispersiva (EDS) e
espectroscopia de Infravermelho (FTIR).
3. Resultados e Discussão
No desenvolver do trabalho almeja-se que, além
de aprimorar as propriedades da hortaliça em estudo
também faça a agregação das características da
celulose bacteriana. Por fim, espera-se que na
obtenção e caracterização dos filmes de couve
manteiga e nanofibra de celulose bacteriana (BCNF)
apresentem propriedades semelhantes ou superiores
a couve in natura como a coloração característica,
resistência, elongação e espessura. Além de
apresentar filmes hidrofóbicos, tornando-os
interessantes para aplicações no setor alimentício.
4. Agradecimentos
Os autores agradecem à UNESP, Embrapa Instrumentação de São Carlos, CAPES e ao CNPq. Referências [1] M. Lefsrud; D. Kopsell; A. Wenzel; J. Sheehan 2007. Scientia
Horticulturae 112: 136-141.
[2] E. Trovatti; S. C. M. Fernandes; L. Rubatat; D. S. Perez.
Compos. Sci. Technol. 2012, 72, 1556.
[3] H.S. Barud. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 43, 973–977, 2012.
25
Síntese e propriedades luminescente de novas lactonas naftoquinol ínicas
Fernanda A. Santos; Rosangela S. de Laurentiz.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP/Ilha Solteira
Autor correspondente: Fernanda Santos, Rua Caruaru, 189, Apto 13, Bairro Zona Norte, [email protected].
Resumo
Lactonas naftoquinolínicas foram obtidas por reações multicomponentes (RMC) assistidas por micro-ondas (MO) em excelentes rendimentos e pouco tempo reacional. Os compostos foram submetidos a análises de UV-Vis de luminescência e apresentaram resultados promissores para aplicação em dispositivos eletrônicos emissores de luz. Palavras-chave: naftoquinolina, reação multicomponente, micro-ondas, luminescência.
1. Introdução Pequenas moléculas orgânicas contendo
estruturas rígidas, extenso sistema de elétrons π e
grupos substituintes doadores de elétrons geralmente
apresentam boas propriedades luminescentes1. O
núcleo naftoquinolínico apresenta todas essas
características em sua estrutura, no entanto existem
poucos estudos que abordam suas propriedades
luminescentes.
Portanto, o objetivo desse trabalho foi
sintetizar novos derivados de naftoquinolina contendo
um anel lactônico e diversos grupos substituintes
doadores e sacadores de elétrons, além de avalia-los
quanto as suas propriedades luminescentes para,
posteriormente, sugerir aplicações tecnológicas
baseadas nessas propriedades.
2. Material e Métodos
Os derivados naftoquinolínicos foram obtidos
por RMC entre ácido tetrônico (1), aldeído aromático
(2) e aminoantraceno (3) sob radiação MO, que deu
origem a derivados dihidronaftoquinolínicos, seguida
por uma etapa de oxidação com DDQ (Esquema 1).
Esquema 1. Rota sintética para obtenção de 4.
Os derivados 4 foram submetidos a análises
de UV-Vis (absorção) e fluorescência (emissão).
3. Resultados e Discussão
Os estudos de UV-Vis e fluorescência
mostraram que os derivados 4 possuem interessantes
propriedades luminescentes (Tabela 1). Nas análises
de UV-Vis observa-se que os derivados 4a-i absorvem
na região do azul, 300 – 400 nm. Não foram
observadas diferenças significativas na absorção com
relação ao substituinte do anel benzil. Quanto aos
dados de fluorescência, fica evidente que a natureza
do substituinte afeta significativamente a intensidade e
o comprimento de onda da banda de emissão. O
maior λmax de emissão foi observado para o
composto 4d, que possui dois grupos hidroxila como
substituintes.
A irradiação de 4d pode resultar em ESIPT do
grupo 4-OH para o átomo de nitrogênio presente no
núcleo quinolínico formando uma quinona, que pode
fazer uma ligação de hidrogênio intramolecular com 3-
OH 2. A formação de dímeros de 4d também é uma
hipótese estudada3. As propriedades luminescentes
dos derivados 4a-i estão sendo investigadas para
possível aplicação em dispositivos emissores de luz.
Tabela 1. Rendimento e λ max (nm) de absorção e
emissão dos derivados 4a-i.
Composto (R) Rend
.
Abs. Emis
. 4a: 3-OCH3-4-OBn 91% 325,
411
509 4b: 4-F 93% 324,
347
497 4c: SCH3 95% 326,
408
506 4d: 3,4-(OH)2 91% 325,
350
598 4e: 3,4,5- (OCH3)3 94% 325,
313
454 4f: 3-OCH3-4-OH 91% 324,
347
477 4g: 3-OH 90% 325,
313
451 4h: 3-OCH3 96% 325,
313
516
4i:3,5-(OCH3)2-4-OH 94% 324,
347
452
4. Conclusão
Todos os derivados foram obtidos em
excelentes rendimentos e tempo reacional, as
estruturas foram confirmadas por análises de RMN.
Em geral, todos os derivados apresentaram
fluorescência na região do verde, exceto o derivado
4d, que apresentou um deslocamento batocrômico da
banda de emissão. Esse comportamento deve ser
estudado para definir uma aplicação baseada nas
propriedades luminescentes dos derivados.
Referências [1] Valeur, B.; Berberan-Santos, M. N. Molecular Fluorescence:
Principles and Applications. 2ed. Wiley-VCH, 2012.
[2] Lukeman M, Burns MD, Wan P. Can J. Chem., 89(3), 433-440,
2011.
[3] Naik LR, Math NN. Indian J. Pure Appl Phys., 43(10), 743-749,
2005.
26
Adatom Molecules in Bulk Dirac Semimetal and Noncentrosymmetric Weyl Semimetal
William N. Mizobata; Yuri P. Marques; Renan S. Oliveira; Antonio C. F. Seridonio
Departamento de Física e Química, Unesp – Universidade Estadual Paulista, 15385-000, Ilha Solteira, SP, Brazil
Corresponding author: William Nobuhiro Mizobata, Ilha Solteira, SP, Brazil, [email protected]
Abstract
Motivated by results reported in Phys. Rev. B 96, 041112 (2017), we study the behaviour of two adatoms buried in 3D
Dirac Semimetal with inversion symmetry broken leading to noncentrosymmetric Weyl Semimetal. As a result, by
varying the inversion symmetry parameter, the Local Density of States shows the same profile of a metallic system.
Consequently, the molecule orbital is destroyed.
Keywords: Weyl Semimetal, Dirac Semimetal, Topological Material, Bonding and Antibonding.
1. Introduction
Three-dimensional Dirac semimetals (3D-DMs)
are topological states of matter, where their valence
and conduction bands with linear dispersion touch
each other at the Dirac nodes. Dirac nodes show both
time-reversal (TR) and inversion symmetries (ISs). In
the case of Weyl semimetals (WSMs), one should
break such symmetries to realize them, thus Dirac
nodes are converted to Weyl nodes [1]. Weyl nodes
are associated to chiral charge that can be viewed as
magnetic monopoles in momentum space, behaving
as source and drain of field lines [2].
In this work, we theoretically study a buried
pair of distant adatoms in the bulk of a
noncentrosymmetric Weyl Semimetal (NCS-WSM). In
diatomic molecules found in nature the ground state is
bonding-type. However, as reported in Phys. Rev. B
96, 041112 (2017), the ground state of DSM is
antibonding. Motivated by these results, we investigate
the diatomic molecule orbital in the NCS-WSM case by
varying the inversion symmetry parameter, which is
responsible for shifting the energy bands.
2. Model and Theory
We consider a 3D-WSM with a pair of chiral-
opposite Weyl nodes in which the effective low energy
term is given by with
[4], where
represents the pair of Weyl nodes with the opposite
chirality, is the Fermi velocity, and Q0 are TR and
ISs parameters, respectively. By considering a pair of
adatoms buried inside a 3D-WSM, we employ an
Anderson-like Hamiltonian [3] in
order to calculate the Local Density of States (LDOS)
via Green functions and the EOM methods.
3. Results and Discussion
We consider the case of two addatoms buried in the bulk placed at R1,2=(0,±1,0)nm, with energy levels εdjσ = −0.07D, which are hybridized to the free electrons of the 3D-WSM with strength v0 = 0.14D and on-site Coulomb repulsion U1,2 = 0.14D, ħvF≈3eVÅ and D≈0.2eV.
Figure 1 – Antibonding and bonding states in the
LDOS for: (a), (b), (c) Q0=0, (d), (e), (f) Q0=0.7 and (g),
(h), (i) Q0=0.2.
Figure 1 shows that by increasing Q0 the
LDOS profile becomes flat similar to a metal and break
the molecular bondings
4. Conclusion
To summarize, in the transition of DSM to
NCS-WSM due to the inversion symmetry break, the
LDOS has the same profile of a metal. Therefore, it is
called Weyl Metal. With this profile, there is no
interaction between adatoms and consequently, the
molecule is destroyed.
5. Acknowledgements
We would like to acknowledge CAPES and all
the members of the Strongly Correlated Systems
Group.
References [1] H.-R. Chang, J. Zhou, S.-X. Wang, W.-Y. Shan, and D.
Xiao, Phys. Rev. B 92, 241103(R) (2015)
[2] S-Y. Xu et al., Science 349 (6248), 613-617 (2015).
[3] Y. Marques, A. E. Obispo, L. S. Ricco, M. de Souza, I. A.
Shelykh, and A. C. Seridonio, Phys. Rev. B 96, 041112 (2017)
[4] S-H. Zheng, R-Q. Wang, M. Zhong, and H-J. Duan, Scientific Reports volume 6, Article number: 36106 (2016)
27
Preparação e caracterização de um novo compósito híbrido formado a partir
de nitroprussiato de cobalto (II) e octa(aminopropil)silsesquioxano
Mariana de S. Magossi e Devaney R. do Carmo
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, UNESP - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira.
Departamento de Física e Química. Laboratório de Materiais Nanoestruturados.
Autor correspondente: Mariana de Souza Magossi, [email protected]
Resumo
Neste presente trabalho, um novo material híbrido a base de silsesquioxano e nitroprussiato de cobalto foi preparado
seguindo uma nova rota de síntese. O material obtido após a complexação com íons Co2+ e subsequente interação
com nitroprussiato de sódio, foi descrito como ACCoN. O compósito híbrido foi caracterizado por técnicas
espectroscópicas, tais como: Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Microscopia Eletrônica de
Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Voltametria Cíclica (VC). O voltamograma cíclico da
pasta de grafite modificada com o ACCoN (20% m/m), exibiu um processo redox com potencial médio (Eθ’) de 0,40V
(KNO3 1,0 M; v= 20mV s-1), atribuídos ao par redox Co(II)Fe(II)(CN)5NO/Co(II)Fe(III)(CN)5NO. Portanto, através dos
resultados obtidos, conclui-se que a preparação do ACCoN foi conduzida com sucesso.
Palavras-chave: nitroprussiato cobalto (II), octa(aminopropil)silsesquioxano, materiais nanoestruturados.
1. Introdução
O octa(aminopropil)silsesquioxano, possui um
núcleo cúbico rígido e completamente definido, com
ligações Si-O-Si. Os oitos vértices apresentam grupos
aminos que são sítios ativos para reações posteriores
com diferentes grupos orgânicos [1,2]. Dentro deste
contexto, o objetivo deste trabalho foi preparar e
caracterizar um novo compósito a partir da reação do
octa(aminopropil)silsesquioxano com íons de Co2+ e
subsequente reação com o íon nitroprussiato, com
possível potencialidade na eletro-oxidação de
substâncias de interesse biológico e ambiental.
2. Material e Métodos
Síntese do Octa(aminopropil)silsesquioxano
- 200 mL de HClconc
- 150 mL de − aminopropiltrietoxisilano
- 3,6 L de metanol
- Repouso por 6 semanas (temperatura ambiente)
- Filtração e secagem (temperatura de 100ºC)
Formação do complexo binuclear com
octa(aminopropil)silsesquioxano
1ª etapa: - 5,0 g do cloridrato amino cubo
- 100 mL de água deionizada
- 11,57 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3).
- Agitação por 60 h (temperatura ambiente).
2ª etapa: - 8,52×10-3 mol de Co(NO3)2.6H2O
- Agitação por 5 h (temperatura ambiente)
- 1,70×10-2 mol de nitroprussiato de sódio
- Agitação por 5 h (temperatura ambiente)
- Filtração e lavagem com água deionizada
- Secagem (temperatura de 80ºC)
3. Resultados e Discussão
O espectro vibracional do ACCoN apresentou um
deslocamento de 117 cm-1 referente ao estiramento
N-O para maiores frequências, assim como a
drástica diminuição do estiramento C≡N, quando
comparado ao nitroprussiato de sódio, sugerindo a
formação de um material híbrido binuclear. Através da
MEV e EDS observou-se um aglomerado das
partículas com tamanho médio de ~325 nm, contendo
Si, O, N, Co e Fe em sua estrutura. O voltamograma
cíclico da pasta de grafite modificada com o ACCoN
(20% m/m), exibiu um processo redox com Eθ’= 0,40V
(KNO3 1,0 M; v= 20mV s-1), atribuídos ao par redox
CoII[FeII(CN)5NO]/CoII[FeIII(CN)5NO].
4. Conclusão
Portanto através das análises espectroscópicas
supramencionadas, conclui-se que a preparação do
ACCoN foi conduzida com sucesso, podendo ser forte
candidato na eletro-oxidação de substâncias de
interesse biológico.
5. Agradecimentos
CAPES e FAPESP
Referências [1] D. B. Cordes, P. D. Lickiss, F. Rataboul. Chem. Rev. 110, 2081 (2010) [2] D. R. Carmo, L. L. Paim, G. Metzker, N. L. Dias Filho, N. R.
Stradiotto. Mater. Res. Bull. 45, 1263 (2010)
28
IMPROVING THE THERMAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITES BASED ON POLY(METHACRYLIC ACID) HYDROGELS BY
NANOCLAY CLOISITE-NA+
Carlos R. F. Junior, Marcia R. de Moura, Fauze A. Aouada
UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos
(GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais,
Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil.
e-mail: [email protected]
Abstract
In this work, we performed the synthesis via free radical polymerization of nanostructured hydrogels based on
poly(methacrylic acid) (PMAA) and nanoclay Cloisite-Na+ crosslinked with N,N’-methylenebisacrylamide (MBAAm)
and started by potassium persulfate. From TG-DTG and DSC techniques, it was possible to confirm an improvement
of the thermal stability of these nanocomposites by addition of nanoclay, indicating that the nanoclay may act as
barriers increasing the thermal isolation. DSC technique also showed a decrease in energy necessary to vaporize the
water of hydration in the nanocomposites.
Keywords: Nanocomposites, nanoclay, hydrogel, thermal stability.
1. Introduction
In the last decades, nanocomposites
constituted by polymers/clays have attracted
considerable interest and investment in research
because they present good thermal, mechanical,
optical and other properties. In general, these
nanocomposites are formed by dispersing these
inorganic nanoparticles in a polymer and the final
properties can be controlled via the preparation and
the polymer/nanoclay ratio [1].
2. Material and Methods
The poly(methacrylic acid)/n% Cloisite-Na+
(PMAA/Clay) nanocomposite hydrogels crosslinked by
MBAAm were synthesized via free radical
polymerization started by potassium persulfate as
described by Junior et al [2]. MAA concentration was
fixed at 7.5 % (m/v), and nanoclay concentration was
varied from 0 to 20 % (m/m).
3. Results and Discussion
The increase of nanoclay in the
nanocomposite provoked an increase in initial
temperature (Ti) of the second event, indicating an
improvement of the thermal stability of the
nanocomposites. Probably, the nanolayers act as
barriers increasing the thermal isolation, minimizing
the permeability of products of degradation in the
material [3]. It is also observed an increase of the
residue (from 2% or 0.20 mg for pure hydrogel to 13%
or 1.08 mg for hydrogel with 20% nanoclay) after the
end of thermal decomposition. This behavior was
expected since the nanoclay is very thermally stable
presenting little mass loss in the investigated
temperature. The ΔH values reduced by increasing of
nanoclay concentration. It should be also emphasized
that the thermal analyzes were performed on samples
previously dried at low temperature (about 40°C).
Therefore, after this treatment, the surface water
weakly bound was removed, and consequently, the
carboxylic groups present in PMAA interact more
effectively with nanoclay structure, and less water
molecules (hydration water that is strongly linked) will
exist into matrix, decreasing the ΔH values. Besides,
the nanoclay may act as thermal catalyst, helping to
evaporate of water molecules. Additionally, the shifted
in second endothermic peak (around 200-250 ºC) to
high temperature with increasing of nanoclay content
confirmed the improvement of thermal properties of the
nanocomposites, corroborating with TG results [4]. For
instance, the Ti of this thermic event increased from
169 to 177 ºC when the nanoclay concentration was
increased from 0 to 15 mass-%.
4. Conclusion
TG and DTG techniques showed an
improvement in the thermal stability of the
nanocomposites compared to pure hydrogel. DSC
technique also showed a decrease in energy
necessary to vaporize the water of hydration in the
nanocomposites.
5. Acknowledgement
UNESP, FAPESP, CNPq and CAPES.
References [1] R. J. Sengwa, S. Choudhary, S. Sankhla, Composites Science
and Technology 70, 1621 (2010).
[2] C. R. F. Junior, M. R. de Moura, and F. A. Aouada, Journal
Nanoscience Nanotechnology 17, 5878 (2017).
[3] S. Mallakpour; M. Dinari, Journal of Applied Polymer Science
124, 4322 (2012).
[4] C. R. F. Junior, F. N. Tanaka, M. R. de Moura, A. Bortolin, and F.
A. Aouada, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 131, 2205
(2018).
29
Obtenção de mantas microfibrosas de Gelatina de Tilápia com Fiação por
Sopro em Solução
José L. Vilches1*, Men de Sá Moreira de Souza Filho2, Morsyleide de Freitas Rosa2, Edla Freire de Melo3, Hálisson
Lucas Ribeiro4, José A. Malmonge1. 1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira, Ilha Solteira, SP,
Brasil; E-mail: [email protected] 2Embrapa Agroindústria, Tropical, Fortaleza, CE. 3Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE), Fortaleza, CE. 4Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE.
Resumo
A gelatina de peixe vem se mostrando ser outra opção à gelatina derivada de mamíferos. Por esse motivo, alguns
esforços têm sido realizados no sentido de desenvolver produtos que ampliem as aplicações tecnológicas desse
material. Mantas nanofibrosas de gelatina de peixe possuem características que são desejáveis principalmente para
aplicação em áreas biomédicas na recuperação de tecidos e na indústria alimentícia como embalagem secundária.
Neste trabalho, é investigado a produção de mantas microfibrosas de gelatina de tilápia a partir da técnica Fiação
por Sopro em Solução (FSS) e sua morfologia é avaliada utilizando Microscopia Eletrônica de Varreduta (MEV).
Palavras-chave: Gelatina de peixe, mantas nanofibrosas, Fiação por Sopro em Solução.
1. Introdução
Na produção da gelatina comercial, a matéria
prima utilizada em grande parte pelas indústrias é
derivada de mamíferos, tais como a pele, ossos e
articulações de bovinos e suínos. Porém, devido a
transmissão de doenças ao homem já relatadas e
questões religiosas, a sua substituição faz-se um
problema a ser resolvido [1]. Com o crescimento da
aquicultura mundial, a quantidade de resíduos de
peixe gerados torna-se um inconveniente, entretanto,
pode se tornar um produto chave como alternativa
para produção de gelatina. De forma a ampliar as
aplicações tecnológicas da gelatina, estudos da
obtenção de mantas nano e microfibrosas desse
material vem sendo desenvolvidas, pois trata-se de
um material biocompatível e biodegradável. Além
disso, mantas nano e microfibrosas possuem uma
grande área surperficial, característica de grande
utilidade na recuperação de tecidos. Uma técnica
recente que vem sendo utilizada no desenvolvimento
de mantas nano/microfibrosas é a de Fiação por
Sopro em Solução (FSS) [1, 2]. Desta forma, no
presente estudo, foram produzidas mantas
microfibrosas de gelatina de Tilápia a partir da FSS e
o estudo da morfologia das microfibras foi realizado
utilizando imagens de Microscopia Eletrônica de
Varredura (MEV).
2. Material e Métodos
A gelatina de Tilápia foi dissolvida sob agitação
constante durante 4 horas, nas concentrações de 15,
20 e 25% (p/v) em Ácido Acético e Água destilada
numa proporção de 80:20 (v/v). Após 30 minutos de
banho de ultrasom, foi realizada a fiação por sopro
com uma taxa de ejeção de solução de 0.135mL/min,
pressão de ar comprimido de 2 bar, distância de
trabalho de 21 cm, rotação do coletor em 70 rpm e
uma agulha para ejeção da solução de 25g. Diferentes
concentrações foram testadas.
3. Resultados e Discussão
A morfologia das mantas microfibrosas obtidas
para as concentrações de 15, 20 e 25% apresentaram
um diâmetro médio de 352, 830 e 975 nm,
respectivamente. Dessa forma, é possível notar que
conforme aumentamos a concentração de polímero na
solução, o diâmetro das fibras produzidas também
aumenta. Este fato está relacionado ao
emaranhamento de cadeia do polímero na solução,
que também aumenta de acordo com o aumento de
concentração de polímero. Como consequência a um
aumento da viscosidade da solução, produziu-se
fibras com diâmetros maiores. Observou-se também,
em todos os casos, que as fibras não possuem uma
direção preferencial, apresentavam–se lisas e sem
contas.
4. Conclusão
Mantas compostas de microfibras de gelatina de
peixe foram obtidas utilizando a técnica de Fiação por
Sopro em Solução. Os diâmetros das microfibras
mostraram-se dependentes da concentração da
solução, aumentando de tamanho com o aumento da
concentração.
5. Agradecimentos
CAPES; Banco Nacional de Desenvolvimento
Econômico e Social – BNDES.
Referências [1] Kwak, Hyo Won, et al. "Fabrication of an ultrafine fish gelatin
nanofibrous web from an aqueous solution by
electrospinning." International journal of biological
macromolecules 102 (2017): 1092-1103.
[2] Liu, Fei, et al. "Solution Blow Spinning of Food‐Grade Gelatin
Nanofibers." Journal of food science 82.6 (2017): 1402-1411.
30
Eficiência fotocatal í t ica do TiO 2 -PCBM sob luz visível
Maykon A. Montanhera; Fernando R. de Paula
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química – Ilha Solteira - SP
Resumo
O dióxido de titânio (TiO2) é um material que apresenta propriedade fotocatalítica, mas sua atividade é
limitada apenas para aplicações em que ocorre a incidência de luz ultravioleta sobre o material. Com o intuito de
possibilitar aplicações sob luz visível, foi incorporado [6,6]-fenil C61 ácido butírico metil éster (PCBM) ao TiO2
sintetizado por uma nova rota sintética. Por meio dos ensaios fotocatalíticos foi possível observar que a amostra de
TiO2 contendo 2% de PCBM, apresentou um acréscimo de aproximadamente 70% em sua atividade fotocatalítica sob
luz visível quando comparada com a amostra de TiO2 puro.
Palavras-chave: Fotocatalise, dióxido de titânio, PCBM, luz visível.
1. Introdução
O dióxido de titânio (TiO2) é um material que vem
se destacando devido a sua ampla gama de
aplicações, dentre elas, a degradação de
contaminantes presentes no ar e na água, que é
proporcionada pela propriedade fotocatalítica
apresentada por esse material. A sua atividade
fotocatalítica é iniciada apenas quando é incidida
radiação de comprimento de onda na faixa do
ultravioleta sobre ele, reduzindo assim as suas
possibilidades de aplicação. Por esse motivo, buscam-
se formas que possibilitem a aplicação desse material
sob radiação de comprimentos de onda
correspondentes ao espectro do visível. Alguns
trabalhos realizam a incorporação de materiais ao
TiO2 com o intuito de deslocar o seu gap para maiores
comprimentos de onda. Neste trabalho, a
incorporação realizada ao TiO2 foi de [6,6]-fenil
C61 ácido butírico metil éster (PCBM), objetivando a
avaliação da sua atividade fotocatalítica sob luz
visível.
2. Material e Métodos
O TiO2 utilizado para a incorporação de PCBM foi
sintetizado por meio de uma nova rota, que consiste
da adição de oxisulfato de titânio e peróxido de
hidrogênio em solução aquosa, decantação, lavagem
e secagem do precipitado obtido e tratamento térmico
a 600ºC para obtenção da fase cristalográfica anatase.
Para a incorporação, o PCBM foi adicionado em
tolueno e posteriormente acrescentado TiO2, ficando o
composto sob agitação magnética. Em seguida, foi
elevada a temperatura a 80ºC para a obtenção do pó
de TiO2-PCBM. As amostras foram caracterizadas e
submetidas a ensaios fotocatalíticos, realizados com
radiação de comprimento de onda no espectro do
visível.
3. Resultados e Discussão
Os resultados mostraram que as incorporações em diferentes percentuais de PCBM, não resultaram em alterações na cristalinidade do TiO2 e por meio da espectroscopia de UV-vis, observou-se que a incorporação de PCBM possibilitou a fotossensibilização do dióxido de titânio para maiores comprimentos de onda no espectro do visível. Nos ensaios fotocatalíticos, a amostra de TiO2 puro degradou apenas 6% do corante Rodamina-B no intervalo de 140 minutos sob irradiação de luz visível. Já a amostra contendo 2% de PCBM, degradou aproximadamente 76% do contaminante no mesmo intervalo de tempo. Dessa maneira, a amostra contendo 2% de PCBM apresentou um acréscimo de aproximadamente 70% na atividade fotocatalítica sob luz visível, quando comparada à amostra de TiO2 puro.
4. Conclusão
Por meio dos resultados foi possível observar que
a rota sintética se mostrou eficiente para a obtenção
do TiO2, assim como o processo de incorporação de
PCBM. A incorporação de PCBM ao TiO2 mostrou-se
promissora na aplicação fotocatalítica, visando sua
utilização sob luz visível, possibilitando assim, sua
aplicação em ambientes externos.
Referências [1] C. Liu et al. Crystengcomm 24 (2014).
[2] S. Zhu, et al. Environmental Science & Technology, 17 (2007).
[3] MENG, Ze-da et al. Journal of Materials Chemistry, 21 (2011).
[4] E. R. Spada, et al. Journal of Materials Science: Materials in
Electronics, 28 (2017).
31
PREPARO E CARACTERIZAÇÃO DE NOVOS FILMES COMESTÍVEIS À BASE
DE GELATINA E POLPA DE BURITI (MAURITIA FLEXUOSA)
Juliana C. Nunes, Pamela T. S. Melo, Fauze A. Aouada, Marcia R. de Moura
Univ Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos (GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais, Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil
Autor correspondente: Juliana C. Nunes, [email protected]
Resumo
O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um novo filme biodegradável de gelatina com polpa de buriti e reforçado
por nanopartículas de quitosana (QSNPs). O valor do potencial zeta foi de aproximadamente +30 mV e as QSNPs
apresentaram forma esférica e um diâmetro de 100 nm. Os filmes com QSNPs favorecem a compactação de
matrizes e apresentam menor valor WVP do que filmes apenas com a polpa de buriti.
Palavras-chave: nanopartícula de quitosana, gelatina, polpa de buriti.
1. Introdução
A preocupação com a utilização de polímeros
naturais como a gelatina e outras proteínas tem
aumentado nos últimos anos, na tentativa de
substituir, em parte, o consumo de embalagens à base
de derivados do petróleo. Materiais nanoestruturados
e polpa de fruta podem ser inseridos na matriz
polimérica para modificação de certas propriedades
[1]. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de
filmes de gelatina com polpa de buriti reforçada com
nanopartículas de quitosana (QSNPs).
2. Material e Métodos
Gelatina bovina. Quitosana (grau de
desacetilação de 94%, Polymar Ciência e Nutrição
S/A, Fortaleza, Brasil). Tripolifosfato de sódio (TPP) e
ácido acético (Sigma-Aldrich Chemical Co., St. Louis,
MO). Polpa de Buriti (comércio local, Barra do Garças,
Brasil).
As nanopartículas de quitosana foram
sintetizadas pelo método de gelificação ionotrópica [2].
Foi preparada uma solução de 2,1 mg/ mL de
tripolifosfato de sódio (TPP) e adicionada à solução de
quitosana a uma taxa de 1 mL/ min, sob agitação
contínua.
As nanopartículas foram analisadas através da
técnica de DLS (Zetasizer Nano Series) quanto ao
potencial zeta e tamanho de partícula.
A permeabilidade ao vapor de água (WVP)
dos filmes foi medida pelo método modificado ASTM
E96-80 [3].
3. Resultados e Discussão
O tamanho médio das nanopartículas foi em
torno de 110 ± 4 nm. O diâmetro das QSNPs está
relacionado às concentrações de quitosana e TPP. As
soluções apresentaram potencial zeta de
aproximadamente + 30 mV.
A adição de polpa de buriti aumentou os
valores de WVP (tabela 1), devido ao açúcar presente
na polpa. Sabe-se que os açúcares atuam como
agentes plastificantes reduzindo a interação
intermolecular entre as cadeias do polímero.
Entretanto, a presença de QSNPs favoreceu a
compactação da matriz, dificultando a difusão da água
de vapor através dos filmes.
4. Conclusão
O potencial zeta obtido (acima de 20mV) foi
favorável à formação de suspensões de partículas
estáveis. A adição de QSNPs reduziu o WVP e, após
a adição das nanoestruturas, os valores de WVP
diminuíram. Menores valores de permeabilidade ao
vapor de água do material utilizado em uma
embalagem são mais interessantes dependendo da
aplicação desejada.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem a CNPq, CAPES,
FAPESP, UNESP e EMBRAPA.
Referências [1] Y. H. Hong, G. O. Lim, K. B. Song, J. Food Science 74, 6 (2009)
[2] P. Calvo, et al. J Appl Polym Sci 63, 125 (1997).
[3] ASTM - Standard test method for water vapor transmission of
materials. 1980. E96-80. In: Annual Book of American Standard
Testing Methods. Philadelphia, USA, PA: ASTM.
Filmes WVP (g mm / kPa h m2)
Gelatina 0,15 ± 0,01
Gelatina + polpa 0,85 ± 0,05
Gelatina + polpa + QSNPs 0,65 ± 0,04
Tabela 1. Valores de WVP dos filmes
32
Aplicação de hidrogéis nanocompósitos para melhorar a germinação e
qualidade de mudas
Uilian G. Yonezawa, Marcia R. de Moura, Fauze A. Aouada
UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos
(GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais,
Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil.
e-mail: [email protected]
Resumo
O objetivo deste trabalho foi sintetizar e testar o efeito de hidrogel biodegradável incorporado em substrato de
cultivo utilizado para germinação e desenvolvimento de mudas de alface (Lactuca sativa). Os experimentos foram
conduzidos com um delineamento inteiramente casualizado. Doses crescentes de hidrogel foi incorporado no
substrato. Os parâmetros analisados foram altura de planta, índice de velocidade de germinação, porcentagem de
germinação, comprimento de raízes, número de folhas, massa fresca e seca de cada semente germinada.
Resultados evidenciaram que pequenas dosagens de hidrogel prejudicam a germinação e o desenvolvimento do
cultivo de alface. Sendo que a aplicação de 5% foi a que apresentou os melhores resultados. Portanto, os hidrogéis
nanoestruturados biodegradáveis otimizam a germinação da hortaliça Lactuca sativa, demonstrando ser um produto
promissor para a aplicação na agricultura.
Palavras-chaves: hidrogel, nanoestruturados, porcentagem de germinação, agricultura.
1. Introdução
Os hidrogéis são polímeros hidrorretentores
constituídos por redes tridimensionais reticuladas e
insolúveis [1]. Ao longo dos últimos anos, hidrogéis
nanoestruturados biodegradáveis vêm sendo
estudados para diversas aplicações, atraindo grande
atenção para a agricultura e horticultura, devido a sua
alta retenção de água, assim como, a sorção e
liberação controlada de agrotóxicos [2]. Relatos na
literatura demonstram que o hidrogel usado como
condicionador de solo e substrato contribui para
aumentar a retenção de água, reduzir a frequência de
irrigação, melhorar a aeração do solo, e acelerar o
desenvolvimento radicular e aéreo da planta,
melhorando a produção e qualidade de mudas [3,4].
Portanto o objetivo do trabalho foi sintetizar hidrogel
biodegradável de poliacrilamida (PAAm),
carboximetilcelulose (CMC) e incorporá-los ao
substrato para melhorar a germinação e a qualidade
de mudas de cultivo de alface (Lactuca sativa).
2. Material e Métodos
Diferentes quantidades de hidrogel
sintetizados com PAAm e CMC foram incorporados ao
substrato e sua eficiência na cultura de alface foi
investigada. O experimento foi conduzido em
delineamento inteiramente casualizado, com oito
tratamento e cinco repetições para cada tratamento.
As quantidades de hidrogel variaram de 0 a 5,0 % em
massa. Os parâmetros analisados das mudas foram,
índice de velocidade de germinação, porcentagem de
germinação, comprimento de raízes, número de
folhas, massa fresca e seca de cada semente
germinada.
3. Resultados e Discussão
Resultados mostraram que as doses de 5,0 %
de hidrogéis foram as mais eficientes, causando um
aumento significativo no número de folhas por
semente, melhorando também a porcentagem de
germinação e o índice de velocidade de germinação
das sementes de alface. Isso pode estar relacionando
com maior disponibilidade de água, maior expansão
do substrato, maior porosidade e menor densidade,
causada pela presença do hidrogel. Vale ressaltar
também que pequenas quantidades de hidrogel
prejudicam a germinação e o índice de velocidade de
germinação.
4. Conclusão
Foi possível concluir que os hidrogéis
estudados aqui mostraram-se adequados para
possíveis aplicações na agricultura, mais
especificamente para melhorar a germinação e
qualidade de mudas de hortaliças.
5. Agradecimentos
CAPES, CNPq e FAPESP pelo apoio
financeiro e bolsas de estudo.
Referências [1] Ferreira Junior, C. R., de Moura, M. R., Aouada, F. A., Journal of
Nanoscience and Nanotechnology 17, 5878 (2017).
[2] Vundavallia, R., Hapssari, M., Pitaloka, A. B., Wulan, P. P. D. K.,
Procedia Materials Science 21, 75 (2015).
[3] Azevedo, T. L. F., Bertonha, A., Gonçalves, A. C. A., Revista do Programa de ciências Agro-Ambientais 1, 23 (2002). [4] Yonezawa, U. G., de Moura, M. R., Aouada, F. A., Cad. Ciênc. Agra. 2, 69 (2017).
33
Otimização de compósitos obtidos a part ir de hidrogéis e cimento Portland: investigação mecânica e morfológica
Sabrina L. Cilli1, Adhemar W. Filho1,2, Henrique C. Silva1, Marcia R. de Moura1, Fauze A. Aouada1
1UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Graduação em Engenharia Civil, Faculdade de
Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil. 2 Instituto Federal de São Paulo, IFSP -
Campus Presidente Epitácio. e-mail: [email protected]
Resumo
Os hidrogéis de poliacrilamida (PAAm) e polissacarídeo carboximetilcelulose (CMC), conhecidos como polímeros
hidrofílicos de rede reticulada, com capacidade de absorver e liberar água controladamente ao longo do tempo, foram
utilizados neste trabalho para uma análise comparativa das propriedades mecânicas e morfológicas de pastas
cimentícias. Para tanto, estes hidrogéis foram sintetizados e utilizados, em concentrações de 0,5% em relação a
massa de cimento. As análises de resistência mecânica foram realizadas nas idades características de 7 e 28 dias.
Os resultados, com relação a resistência à compressão axial, demostraram que a pasta que teve o melhor resultado
foi constituída pela relação água e cimento (a/c) de 0,35%, quando comparados as demais amostras.
Palavras-chave: Compósito, construção civil, propriedade mecânica, idades de ruptura.
1. Introdução O concreto é um dos materiais mais utilizados
na construção civil [1], devido as suas características
como facilidade na produção, adaptabilidade a várias
formas e boa resistência mecânica. Pesquisas
recentes destacam que o desenvolvimento de novos
materiais permitiu a inclusão de conceitos químicos na
área de construção civil para a produção de concretos
especiais, que podem ser aplicados em atendimento a
uma variedade de propósitos tais como: aumento do
tempo de pega, baixa relação água/aglomerante,
redução de porosidade entre outros [2]. Alguns
aditivos de origem polimérica podem ser adicionados
ao concreto, tais como os hidrogéis. Esses podem
contribuir para o melhor desenvolvimento das reações
de hidratação das partículas de cimento ao longo do
tempo e, garantir redução da retração interna na
microestrutura da matriz cimentícia. Nesse contexto, o
objetivo do trabalho foi estudar o efeito de hidrogéis
nas propriedades mecânicas de pastas cimentícias.
2. Material e Métodos Os hidrogéis de poliacrilamida (PAAm) e
polissacarídeo carboximetilcelulose (CMC) foram
aplicados nas pastas utilizando 0,5% de hidrogel em
relação a massa de cimento e relação água/cimento
(a/c) de 0.4, 0.35, 0.325 e 0.3. A determinação da
densidade aparente a partir da relação massa/volume,
e os ensaios de resistência à compressão axial foram
realizados nas idades de 7 e 28 dias. As propriedades
foram realizadas pela técnica de microscopia
eletrônica de varredura (MEV).
3. Resultados e Discussão Para a resistência à compressão das pastas, a
relação a/c e presença de hidrogel que demonstrou o
melhor desempenho mecânico foi a de 0.35, em torno
de 47 MPa. Não foram encontradas diferenças
significativas nas propriedades morfológicas das
amostras (7 dias 0% e 0.5% gel e 28 dias 0% e 28%
gel), principalmente em relação a porosidade, o que é
um fator positivo. Esses dados estão coerentes com
os obtidos a partir de estudos de densidade aparente,
visto que essa também não sofreu alterações
significativas com a presença do hidrogel e tempo de
cura.
4. Conclusão É possível concluir que o uso de hidrogéis em
pastas de cimento influenciam diretamente em suas
propriedades mecânicas. Novos estudos relacionados
a influência do hidrogel na pasta de cimento, como
índice de consistência e exsudação da pasta cimento-
hidrogel, serão realizados. Com isto, espera-se que
esse material apresente melhorias que possam ser
aplicadas futuramente na construção civil.
5. Agradecimentos CNPq, Capes, Fapesp e UNESP pelo apoio
financeiro e bolsa de estudo.
Referências [1] Helene, P.; A. T.; Concreto De Cimento Portland; Isaia, G. E. ED., In: Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais 2 [2] Santos, J. C. dos; Tashima, M. M., Moura, M. R., Aouada, F. A. Química Nova, 39, 124, (2016)
34
Estado resistivo durante o processo de aniquilação de um par de vórtice e antivórtice em
um supercondutor mesoscópico gapless e com gap
Elwis C. S. Duarte1; Edson Sardella2; Rafael Zadorosny1
1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia
2Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Física, Faculdade de Ciências de Bauru
Autor correspondente: Elwis C. S. Duarte, Passeio Londrina 212 - Ilha Solteira/SP, [email protected]
Resumo
Neste trabalho, nós estudamos o estado resistivo durante o processo de aniquilação de um par de vórtice e
antivórtice de Abrikosov em um supercondutor mesoscópico com um antidot central. Para tal fim, resolvemos
numericamente as equações generalizadas de Ginzburg-Landau dependente do tempo. Assim, para mapear o
processo de aniquilação, investigamos a difusão térmica e o comportamento da magnetização e da voltagem
induzida em função do tempo.
Palavras-chave: supercondutores mesoscópicos, difusão térmica, estado resistivo.
1. Introdução
A manipulação e controle de estados de
vórtices em sistemas supercondutores são de
grande interesse do ponto de vista de
aplicações, no qual nano materiais são
grandes candidatos.
Nesta conjuntura, temos que a dinâmica de
vórtice(V) e antivórtice(AV) podem ser
geradas e controladas através de uma ponta
de STM [1], formação de dinâmica de V-AV
que ocorre quando temos um filme fino
supercondutor com contatos metálicos onde
uma corrente de transporte foi injetada [2]. O
processo de aniquilação produz um
comportamento oscilatório na voltagem na
ordem de terahertz [2].
Recentemente, demonstramos que o
aumento local de temperatura durante o
processo de aniquilação de um par V-AV é da
ordem de mK [3]. Assim, tal evento pode ser
detectado com a técnica de imageamento
térmico, como demonstrado por Halbertal e
colaboradores [4].
2. Material e Métodos
As propriedades da supercondutividade de
não equilíbrio são descritas pela equação
generalizada de Ginzburg-Landau dependente
do tempo (GTDGL, do inglês) [5]. Para levar
em conta os processos térmicos, acoplamos a
equação de difusão térmica com a GTDGL, no
qual os mecanismos de dissipação foram
obtidos através do teorema da energia livre.
Simulamos amostras quadradas
supercondutoras nos regimes de gap e
gapless para diferentes valores de tamanho
lateral (L) com um antidot(AD) concêntrico.
Aplicamos um campo magnético externo até
que dois vórtices sejam ancorados no AD
central. Diminuímos o valor do campo, um dos
vórtices deixa a amostra. Quando atingimos
valores negativos de campo externo, temos a
aniquilação V-AV.
3. Resultados e Discussão
Há uma variação na trajetória do V e AV bem
como nos mecanismos de dissipação em
função de L e da relaxação do sistema. Os
registros dos comportamentos da voltagem e
da magnetização em função do tempo nos
fornecem a assinatura do processo de
aniquilação.
4. Conclusão
Os mecanismos de dissipação devido à
processos de relaxação são os principais. O
controle de L e da relaxação do sistema são
importantes para a detecção do evento via
imageamento térmico.
5. Agradecimentos
Nós agradecemos a agência de fomento
Fapesp, processo 2016/12390-6.
Referências [1] Jun-Yi Ge e colaboradores, Nano Letters 17, 5003 (2017)
[2] G. R. Berdiyorov, M. V. Milošević and F. M. Peeters, Phys. Rev.
B 79, 184506 (2009)
[3] E. C. S. Duarte, R. Zadorosny, E. Sardella, J. Phys.: Condens.
Matter 29, 405605 (2017)
35
[4] D. Halbertal e colaboradores, Nature 539, 470 (2016) [5] L. Kramer, H. J. Watts-Tobin, Phys. Rev. Lett. 40 1041 (1978)
Comportamento térmico e magnético de nanofios supercondutores usando o formalismo
de Ginzburg-Landau dependente do tempo
Guilherme M. Bombardi1, Elwis C.S. Duarte1, Edson Sardella2 e Rafael Zadorosny1
1Unesp/Ilha Solteira; 2Unesp/Bauru
Autor correspondente: Rafael Zadorosny, Unesp-Ilha Solteira, [email protected].
Resumo
Muito interesse tem-se dado ao estudo de supercondutores em nanoescala por conta de novos comportamentos que
deles advém e, consequentemente, novas possibilidades de aplicações. Particularmente, nanofios e/ou nanofitas
supercondutoras têm sido utilizados em dispositivos como os single photon detectors. Há, ainda, previsões do seu
uso como bits quânticos, detectores de micro-ondas e dispositivos para padrão de corrente (current standarts). Desta
forma, o presente trabalho tem como objetivo central apresentar uma modelagem teórica simplificada para o estudo
do comportamento da magnetização em função da temperatura de nanofios supercondutores nos processos Zero
Field Cooling e Field Cooling, através de simulação computacional utilizando o formalismo de Ginzburg-Landau
dependente do tempo (TDGL).
Palavras-chave: nanofios, TDGL, supercondutores. 1. Introdução
De um modo geral, poucos estudos que abordam
sobre fios de diâmetros nanométricos são encontrados
na literatura, isto se deve, talvez, ao grande esforço e
tempo computacional necessário. Dessa forma, a
proposta desse trabalho é estudar o comportamento
magnético e a dinâmica de vórtices usando a teoria de
Ginzburg-Landau dependente do tempo em nanofios
de diferentes diâmetros. Estes serão simulados como
amostras retangulares contendo cinco grãos
separados por um supercondutor de menor
temperatura crítica (weak-link) e, em cada grão,
também serão considerados certo número de defeitos
que visam uma maior aproximação a um caso
experimental. Ao variarmos o diâmetro do fio, o
número de defeitos no grão foi alterado de forma a
manter a densidade de defeitos constante em todas as
amostras simuladas.
2. Materiais e Métodos
O trabalho foi desenvolvido no Grupo de
Supercondutividade e Materiais Avançados (GSMA),
do DFQ-FEIS. O grupo dispõe de três workstantions e
cinco microcomputadores core i7 para as simulações
referentes às soluções numéricas das equações da
TDGL. A modelagem foi feita usando as equações de
Ginzburg-Landau dependentes do tempo, tal como
mostrado na sequência e em detalhes em [1].
Os sistemas simulados têm geometria retangular
contendo cinco grãos espaçados por weak-links (WL).
Em cada grão foram inseridos defeitos da mesma
natureza dos WL, e estes foram distribuídos de forma
simétrica, tal como mostrado na Figura 1. Tais defeitos
são necessários para levar em consideração os
possíveis centros de aprisionamento que os grãos
reais possuem.
Figura 1: Esquema do fio supercondutor usado na simulação via TDGL, onde
W1=W2=W3=2ξ(0)
3. Resultados e Discussão
Os painéis da Figura 2 foram obtidos a partir da
simulação de um fio supercondutor tal como o da
Figura 1. Nesse caso, a amostra passou por um
processo Zero Field Cooling com H=0,5Hc2(0). Em
T=0Tc, nota-se que os grãos das bordas são mais
afetados e os vórtices não se alojam nos defeitos. Já
em T=0,6Tc, um vórtice penetra no grão dos extemos
e um vórtice sai dos WL.
Figura 2: Mapeamento do parâmetro de ordem em um fio supercondutor
para T=0Tc (painel superior) e T=0,6Tc (painel inferior).
4. Conclusão
Este trabalho marca o início de um projeto de IC.
Nota-se que os grãos nas extremidades dos fios
sofrem maiores efeitos de confinamento do que os
outros.
5. Agradecimentos
PIBIC/CNPq/REITORIA processo 43380. FAPESP
processo 2016/12390-6.
Referências [1] E.C.S. Duarte et al., J. Phys.: Condens. Matter 29 (2017)
405605, and references there in.
36
TUNING OF HEAT AND CHARGE TRANSPORT BY MAJORANA FERMIONS
L. S. Ricco1, F. A. Dessotti1, I. A. Shelykh2,3, M. S. Figueira4 and A. C. Seridonio1,5
1Departamento de Física e Química, Unesp - Univ Estadual Paulista, Ilha Solteira; 2Science Institute, University of
Iceland; 3ITMO University, St. Petersburg, Russia; 4Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense, Niterói; 5IGCE, Departamento de Física, Unesp - Univ Estadual Paulista, Rio Claro
Autor correspondente: L. S. Ricco, Departamento de Física e Química, Unesp - Univ Estadual Paulista, Ilha Solteira,
[email protected] work was published in Scientific Reports 8, 2790(2018) [DOI:10.1038/s41598-
018-21180-9].
Resumo
We investigate theoretically thermal and electrical conductances for the system consisting of a quantum dot (QD) connected both to a pair of Majorana fermions residing at the edges of a Kitaev wire and two metallic leads. We demonstrate that both quantities reveal pronounced resonances, whose positions can be controlled by tuning of an asymmetry of the couplings of the QD and a pair of MFs. Similar behavior is revealed for the thermopower, Wiedemann-Franz law and dimensionless thermoelectric figure of merit. The considered geometry can thus be used as a tuner of heat and charge transport assisted by MFs.
Palavras-chave: Majorana fermions, Kitaev model, quantum dots, thermoelectric transport.
1. Introdução Majorana fermions (MFs) residing at the
opposite edges of a Kitaev wire[1] are elements of a
robust nonlocal qubit which appears to be immune to
the environment decoherence. This attracted the
interest of the researchers working in the domain of
quantum information and transport, as systems with
MFs can be in principle used as building blocks for the
next generation of nanodevices[2]. In this work,
following the proposals of thermoelectric detection of
MF states, we explore theoretically zero-bias thermal
and electrical transport through one particular
geometry consisting of an individual quantum dot (QD)
coupled both to a pair of MFs and metallic leads.
2. Material e Métodos For theoretical treatment of our proposal, we
use the Hamiltonian proposed by Liu and Baranger[3]:
H=∑αk
cαk†
cαk+ε1d1†d1+V∑
αk(cαk
†d1+H .c.)
+ λA(d1− d1†)ηA +λB(d1+d1
†)ηB+iε M ηA ηB. (1)
To obtain the thermoelectric quantities, we use
the Landauer-Büttiker formula[4]
Ln=1h∫ dε(
− ∂ f F
∂ ε )εnT (ε ), (2)
wherein h is the Plank constant, fF stands for Fermi-
Dirac distribution and T(ε) is the electronic
transmittance through the QD, given by
T (ε )= − Γℑ[~G d1d1(ε )], (3)
with Γ as being the Anderson broadening
and
~G d1d1(ε)
the retarded Green’s function for the QD
in the energy domain ε. Such a quantity is calculated
by applying the equation of motion method[5].
3. Resultados e Discussão The results of our calculations clearly show
that the thermoelectric quantities as function of the QD
energy demonstrate resonant behavior. Moreover, the
position of the resonance can be tuned by changing
the coupling amplitudes between the QD and the MFs,
as can be seen in Figure 1, which allows the system to
operate as a tuner of heat and charge assisted by
MFs.
4. Conclusão Our theoretical proposal allows to tune heat
and charge by changing the degree of asymmetry
between the QD and the MFs. Our findings will pave
way for the development of thermoelectric
nanodevices based on MFs.
5. Agradecimentos This work was supported by São Paulo
Research Foundation (FAPESP) Grant No.
2015/23539-8.
Referências [1] Kitaev, A. Y. Phys. Usp. 44, 131 (2001). [2] Alicea, J. Rep. Prog. Phys. 75, 076501 (2012). [3] Liu, D. E. & Baranger, H. U. Phys. Rev. B 84, 201308(R) (2011). [4] Andrade, J. P. R. et al. Phys. Rev. B 94, 155436 (2016). [5]Haug, H. & Jauho, A. P. Quantum Kinetics in Transport and Optics of Semiconductors, Springer Series in Solid-State Sciences.
Figure 1.
Electrical and
thermal
conductances as
functions of the
QD energy level.
37
Novos filmes comestíveis de gelatina e nanoemulsão de óleo essencial de manjerona:
Avaliação da permeabilidade ao vapor de água e tamanho de partícula
Tascila F. S. Saranti; Fauze A. Aouada; Márcia R. M. Aouada
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos (GCNH), Ilha Solteira, SP, Brasil.
Autor correspondente: Tascila Ferreira da Silva Saranti, [email protected]
Resumo
A preocupação com os resíduos oriundos do descarte de embalagens não biodegradáveis tem motivado pesquisas
na área de desenvolvimento de materiais ecologicamente corretos. Nesse sentido, o presente trabalho teve como
objetivo a elaboração de filmes comestíveis de gelatina para uso em embalagem alimentícias. Às matrizes
polimericas foi adiconado nanoemulsão de óleo essencial de manjerona. A adição das nanoesmulsões teve como
finalidade incrementar propriedades antimicrobianas e antioxidante ao filmes, além de diminuir a permeabilidade ao
vapor de água dos mesmos.
Palavras-chave: biopolímeros, filmes poliméricos, embalagens de alimentos.
1. Introdução
A crescente preocupação com o impacto
ambiental causado pelo descarte de plásticos
derivados do petróleo tem atraído a atenção de
pesquisadores para o desenvolvimento de materiais
naturais e biodegradáveis¹. Os filmes comestíveis
produzidos a partir de biopolímeros têm se destacado
como uma boa alternativa para substituição dos
materiais sintéticos em embalagens de alimentos².
Além de exercer as funções tradicionais de barreira,
aos filmes comestíveis podem ser incorporadas
estruturas a fim de fornecer funções adicionais ao
produto, como antimicrobiana e antioxidante, por
exemplo. A adição de óleo essencial tem sido
estudada para tais fins³.
2. Material e Métodos
Os filmes foram elaborados a base de gelatina
(5% m/v) e em seguida foram incorporadas
nanoemulsões de óleo essencial de manjerona com
diferentes condições de preparo, variando rotação e
tempo, denominado M1 para o filme incorporado com
nanoemulsão preparada a 12000 rpm e 2 minutos, e
M2 para 15000rpm e 5 minutos. A permeabilidade a
vapor de água (WVP) foi mensurada pelo método
ASTM E96-80 modificado4. Os tamanhos médios das
partículas foram obtidos por meio da técnica de
Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) (Zetasier Nano
Series).
3. Resultados e Discussão
A partir da Tabela 1 é possível observar que o
filme M2 apresentou o menor valor de WVP. O filme
contendo nanoemulsão elaborada com menor tempo e
rotação (M1) foi o que apresentou maior
permeabilidade ao vapor de água. Esse resultado
provavelmente se dá devido ao efeito de
preenchimento que as nanopartículas exercem na
matriz polimérica, ou seja, quanto menor seu
tamanho, maior a capacidade de permearem ao longo
da cadeia de gelatina, dificultando a passagem de
água através do filme. Isso pode ser evidenciado
também pelo menor valor obtido de WVP para M2 em
relação ao filme controle (GE). Esse efeito também
pode ser observado a partir dos dados de tamanho de
partícula (Tabela 1), em que M1 e M2 apresentaram
maior e menor tamanho de partícula, respectivamente.
Tabela 1. WVP e tamanho de partícula dos filmes
Filmes WVP
(g mm/kPa h m2)
Tamanho de partícula
(nm)
M1 0,389 ± 0,0753 82,99 ± 1,6479
M2 0,340 ± 0,0697 47,72 ± 0,1365
GE 0,364 ± 0,0666
4. Conclusão
As nanoemulsões incorporadas à matriz de
gelatina exerceram papel de preenchimento
promovendo uma diminuição na permeabilidade a
vapor de água, melhorando, assim, o potencial para a
aplicação em uso como embalagens para alimentos.
5. Agradecimentos
CNPq, CAPES e EMBRAPA.
Referências [1] C. Medina-Jaramillo, O. Ochoa-Yepes, C. Bernal, L. Famá,
Carbohydrate Polymers 176, 187-194 (2017)
[2] N. Cao, X. Yang, Y. Fu, Food Hydrocolloids 23, 729-735 (2009)
[3] M. Yahyaoui, O. Gordobil, R. H. Díaz, M. Abderrabba, J. Labidi,
Reactive and Functional Polymers 109, 1-8 (2016)
[4] ASTM
38
A influência do uso de nanofios Y -211 nas propriedades de supercondutores YBCO texturizados
Maycon Rotta1; Alexssander L. Pessoa2, Claudio L. Carvalho2; Rafael Zadorosny2;
1Instituição Federal Mato Grosso do Sul, Três Lagoas, MS, Brasil;
2Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química, Ilha solteira, SP, Brasil;
Maycon Rotta - [email protected].
Resumo
Neste estudo relatamos o sucesso da produção de nanofios de Y-211 pela técnica de “Solution Blow-Spinning” (SBS)
com diâmetro médio de 455 nm, esta técnica é baseada no estiramento de uma solução polimérica divido a ação de
um ar pressurizado1. Para a síntese da solução precursora, inicialmente, 5% (g/ml) de PVP foram
dissolvidos em uma solução de metanol, ácido acético e ácido propiônico. Em seguida, os acetatos foram
dissolvidos na solução, a fim de obter a composição estequiométrica Y: Ba: Cu = 2: 1: 1. Esse material, foi
utilizado, a posteriori, na produção de uma amostra texturizada pelo método de crescimento "Top-Seeded
Melt Growth”2-4. As análises revelaram que a amostra aprisionou um campo magnético de 0,63 T à 77 K e foi
observada uma densidade de corrente crítica de 5x10E4 A/cm2 em campo nulo. Nossos resultados mostram
que o uso de nanopartículas Y-211 é um caminho promissor para melhorar o aprisionamento do fluxo
magnético e o Jc de amostras texturizadas de Y-123.
Palavras-chave: nanofios, supercondutores, SBS.
1. Introdução
Estudos demonstram que a inclusão de
partículas não supercondutoras de Y2BaCuO5 (Y-211)
durante a síntese de supercondutores texturizados de
YBa2Cu3O7 (Y-123) são capazes de melhorar “Jc”,
pelo fato de gerarem centros de pinning. Quanto
menor forem as partículas de Y-211 adicionadas,
melhores serão as propriedades do supercondutor2,3.
A redução do tamanho das partículas de Y-211 é, por
si só, um trabalho extremamente desafiador por conta
de problemas como de aglomeração das mesmas3.
Este trabalho relata os resultados preliminares
provenientes da adição de nanofios de Y-211 obtidos
via SBS na melhora das propriedades de
supercondutores texturizados Y-123.
2. Material e Métodos
Acetatos (Ac) de Y, Ba e Cu em uma razão
estequiométrica 2:1:1 juntamente com polímero
polivinilpirrolidona (PVP) em uma razão Ac:PVP = 5:1.
Foi adotado uma concentração de 5% de PVP
(massa/ml) em solução. Todos os reagentes foram
dissolvidos em uma solução contendo 30% de ácido
propiônico, 20% de ácido acético e 50% de metanol. A
solução foi injetada a uma taxa de 50 µL/min. O
tratamento térmico foi efetuado a 900ºC /2h.
3. Resultados e Discussão
As micrografias mostram uma morfologia
granular com nanofios com um diâmetro médio de 455
nm. Transição supercondutora foi obtida e a amostra
exibiu densidades de corrente de auto campo
superiores a 4,5x104 A /cm2 a 77 K.
4. Conclusão
Até onde sabemos, esta é a primeira vez que
nanofios Y-211 finos foram fabricados e incorporado
com sucesso no YBCO texturizadas e, portanto, este
caminho parece interessante e extremamente
promissor para aplicações em escala real de alto
campo.
5. Agradecimentos
Ao IFMS e especialmente aos grupos de
pesquisa GSMA e GDAM pertencentes ao programa
de Pós-Graduação em Ciências dos Materiais da
Unesp – Campus Ilha Solteira.
Referências [1] Rotta, M. et al., Ceram. Int. 42, 16230 (2016).
[2] Namburi, D. K. et al., Supercond. Sci. Technol 29, 1–9 (2016).
[3] Li, F. et al., Supercond. Sci. Technol. 19, 589–595 (2006).
[4] Thoma, M et al.,J. Cryst. Growth 412, 31–39 (2015).
39
BICs in topological Dirac-Weyl semimetals
Yuri. P. Marques1; Renan. S. de Oliveira1; William. N. Mizobata1; Antonio. C. Seridonio1
1Physics and Chemistry Department, Unesp - São Paulo State University, 15385-000, Ilha Solteira, São Paulo, Brazil
Correspondent author: Renan S. de Oliveira, Ilha Solteira, São Paulo, Brazil, [email protected]
Abstract
We theoretically explore the formation of bound states in the continuum (BICs) in Dirac 2D (graphene) and Dirac-Weyl
3D semimetals. In the case of graphene hosting two collinear adatoms placed at opposite sides of the sheet and
flanking a carbon atom, the density of states near the Dirac point shows: (i) quadratic or cubic scaling on energy
instead of the linear, which depends upon the nonlocal coupling strength to second neighbors of carbon atoms; and
(ii) formation of BICs as aftermath of a destructive Fano interference assisted by Coulomb correlations in the adatoms.
Particularly for adatoms locally coupled to a single carbon atom, the pseudogap scales linearly with energy, thus
preventing the formation of BICs. Here we explore effects arising from nonlocal coupling and show that depending
upon the couplings, the ground state of this molecule made by these adatoms swaps between bonding and
antibonding solutions. In the case of the Dirac-Weyl 3D, we investigate a pair of adatoms placed far apart and buried
in the semimetal bulk, which to our best knowledge, is capable of generating an antibonding solution topologically
protected at the BIC energy.
Keywords: Dirac semimetal, Weyl Semimetal, Bound states in the continuum.
1. Introduction
In this work, we explore effects arising from
nonlocal coupling and show that depending upon such
a quantity, the ground state of this molecule made by
these adatoms swaps between bonding and
antibonding solutions. In the case of the Dirac-Weyl
3D, we investigate a pair of adatoms placed far apart
and buried in the semimetal bulk, which to our best
knowledge, is capable of generating an antibonding
solution topologically protected at the BIC energy
2. The Model
For theoretical analysis of two adatoms burried
inside a Dirac-Weyl 3D Semimetal, we employ the two-
impurity Anderson model (TIAM) Hamiltonian
, in which , ,
and accounts for the impurities, Coulomb
potential, hybridization and tunneling effect,
respectively. Besides, the effective low energy term
describing the Dirac-Weyl 3D Semimetal is given by
, where and
are spnors with fermionic operators and for
creation and annihilation of electrons in quantum
states labeled by the wave vector , sin and chirality
, and , where
accounts for the Pauli matrices and is the Fermi
velocity.
3. Results and Discussion
In the following discussion consider the case of two
identical adatoms with all parameters well-defined,
where after apply the equation-of-motion (EOM) we
gain a graph of the DOS (Density of States) with a
four-peak structure, visible in Figure 1, that emerges
from the contributions provided by Coulomb repulsion
and interacting self-energy for the adatoms's
Green's functions. This four-peak structure
corresponds to the formation of molecular states with
remarkable properties: The ground state corresponds
to the antibonding configuration. This is a
consequence of the particular scaling of the Dirac-
Weyl 3D semimetal DOS with energy .
Figure 1 - Density of States of the adatoms.
4. Conclusion
To summarize, we evaluated the LDOS (Local
Density of States) on the surface of the Dirac-Weyl 3D
semimetal for two adatoms and found that the ground
state of this molecular system has a density profile
with a node between the atoms and thus corresponds
to the antibonding state. This is in contrast with natural
molecules for which the ground state is always
bonding. The predicted effect appears due to the
tunneling between the adatoms. [1]
5. Acknowledgements
We would like to acknowledge CAPES and all the members of the Strongly Correlated Systems Group.
References [1] Y. Marques, A. E. Obispo, L. S. Ricco, M. de Souza, I. A.
Shelykh, and A. C. Seridonio, Phys. Rev. B 96, 041112(R) (2017).
[2] L. H. Guessi, Y. Marques, R. S. Machado, K. Kristinsson, L. S.
Ricco, I. A. Shelykh, M. S. Figueira, M. de Souza, and A. C.
Seridonio, Phys. Rev. B 92, 245107 (2015).
[3] L. H. Guessi, R. S. Machado, Y. Marques, L. S. Ricco, K.
Kristinsson, M. Yoshida, I. A. Shelykh, M. de Souza, and A. C.
Seridonio, Phys. Rev. B 92, 045409 (2015)
40
SurFun®: UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL AUXILIAR NA CONSTRUÇÃO DE
MODELOS ATOMÍSTICOS DE SUPERFÍCIES FUNCIONALIZADAS
Vagner Alexandre Rigo
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, Câmpus Cornélio Procópio.
Autor correspondente: Vagner Rigo, endereço, [email protected].
Resumo
Cálculos atomísticos que empregam técnicas tais como Primeiros Princípios e Dinâmica Molecular, entre outros,
podem ser realizados através de softwares bem estabelecidos na área, muitos dos quais gratuitos, ou também
através de implementações computacionais próprias. Quase que na totalidade dos casos, é requerido que uma
geometria atomística seja fornecida pelo usuário que vai realizar a simulação. Em alguns casos, a própria construção
dos modelos atomísticos pode mostrar-se desafiadora do ponto de vista técnico ou mesmo científico.
Particularmente, com o avanço das técnicas de simulação computacional e do poder de processamento em larga
escala dos supercomputadores atuais, topologias não triviais, como materiais amorfos e aqueles com funcionalização
de superfície podem atingir milhares, ou até mesmo milhões de átomos. Neste sentido, o desenvolvimento de
ferramentas teórico-computacionais que permitam agilizar e facilitar o procedimento de construção de geometrias
atomísticas é altamente desejável. Este trabalho apresenta o software SurFun®, construído especialmente para
facilitar o processo de construção de topologias de nanopartículas funcionalizadas por grupos moleculares.
Implementado em Java por uma equipe multidisciplinar, com interface gráfica de operação intuitiva, o aplicativo pode
auxiliar pesquisadores e estudantes na elaboração de estruturas funcionalizadas com controle da densidade de
grupos funcionais na superfície.
Palavras-chave: simulação computacional, dinâmica molecular, primeiros princípios, geometria, topologia.
1. Introdução
Muitos são os exemplos disponíveis na
literatura onde são realizadas simulações
computacionais atomísticas com milhares de átomos
[1-4]. Também, nota-se que o emprego de
funcionalização de superfície pode alterar
completamente as características do material, fato que
já foi verificado tanto em ensaios experimentais [5,6],
como em simulações computacionais [2,3]. Ainda,
materiais funcionalizados encontram vastas
aplicações, com resultados abrangendo o emprego de
nanopartículas em áreas como drug delivery [3,6],
recolhimento melhorado de hidrocarbonetos [2,4,5], e
no controle do inchamento de argilas [3,6].
2. Material e Métodos
SurFun® foi implementado em linguagem
Java®, e encontra-se em permanente
desenvolvimento (atualmente na segunda versão).
Pode ser utilizado com a facilidade da interface gráfica
ou em linha de comando.
3. Resultados e Discussão
O aplicativo pode ser usado na construção de
superfícies funcionalizadas por grupos moleculares
fornecidos pelo utilizador. O procedimento de
cobertura de superfície pode ser selecionado entre
automático (indicando a densidade superficial
desejada) ou específico (nomeando os sítios que
receberão a funcionalização, ou não). Nanopartículas
funcionalizadas por um ou mais grupos ou mesmo do
formato Janus podem ser fornecidas.
4. Conclusão
Concluindo, o software SurFun® é uma
ferramenta eficaz na construção de geometrias
atomísticas de nanopartículas funcionalizadas.
Atualmente encontra-se disponível para uso mediante
licença específica.
5. Agradecimentos
Agradecemos o uso dos serviços de
supercomputação da UTFPR-CP, CENAPAD-SP e
SDumont, e ao CNPq, Fundação Araucária e UTFPR
pelo auxílio financeiro.
Referências [1] V. A. Rigo, L. S. de Lara, C. R. Miranda, Appl. Sur. Sci. 292, 742
(2014) [2] L. S. de Lara, V. A. Rigo, C. R. Miranda, J. Phys. Chem. C 120,
16787 (2016)
[3] L. S. de Lara, V. A. Rigo, C. R. Miranda, J. Phys. Chem. C 121,
20266 (2017) [4] L. S. de Lara, V. A. Rigo, C. R. Miranda, Eur. Phys. J. B 88, 261
(2015) [5] H. Phan, Q. P. Nguyen, J. Nanopart. Res. 16, 2137 (2014)
[6] T. Takahashi, Y. Yamada, K. Kataoka, Y. Nagasaki, J. Controlled
Release 107, 408 (2005)
41
FLUORESCENCE QUENCHING INDUCED BY NANOSIZED COPPER AROUND
CYANOBACTERIAL LIGHT-HARVESTING PROTEIN PHYCOCYANIN
Montcharles S. Pontes1*; Etenaldo F. Santiago1; Luís H. C. Andrade1; Anderson R. L. Caires2; Renato Grillo3; William
F. Falco4; Daniela E. Graciano4
1Centro de Estudos em Recursos Naturais, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Dourados; MS, Brasil.
2Grupo de Óptica e Fotônica, Instituto de Física, Universidade Federal de Campo Grande; MS, Brasil.
3Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista
(UNESP), Ilha Solteira; SP, Brasil.
4Grupo de Óptica Aplicada, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados; MS, Brasil.
Autor correspondente: M. S. Pontes, CERNA-UEMS, Dourados; MS, e-mail. [email protected]
Abstract
The interaction between cyanobacterial light-harvesting protein phycocyanin (C-PC) and copper oxide nanoparticles
(CuONPs) over a wide range of nanoparticle concentrations (from 0 mM to 100.0 µM), was evaluated by monitoring
the optical behavior of C-PC molecules. UV-Vis absorption and steady state fluorescence measurements were
performed. Our results reveal that the fluorescence of C-PC molecules is quenched in the presence of CuONPs, and
also suggest that C-PC has a great potential to be used as an analytical tool for monitoring nanoparticles in aquatic
environments.
Keywords: Fluorescence, Light-harvesting protein, Nanoparticles, Optical spectroscopy.
1. Introduction
In the last decade, increasing interest has
been spent on the toxicity of nanoparticles [1]. In this
work, the interaction between copper oxide
nanoparticles (CuONPs) synthesized by Ilex
paraguariensis leaf extract and light-harvesting protein
Phycocyanin (C-PC) was performed.
2. Materials and Methods
The CuONPs were synthesized using leaf
extract of Ilex praguariensis and characterized by
scanning electron microscopy (SEM) and Fourier
transform-infrared photoacoustic spectroscopy (FTIR-
PAS). In addition, UV-Vis absorption and fluorescence
spectroscopy were used as used to evaluate, in vitro,
the toxic potential of CuONPs on the C-PC aqueous
extract. C-PC was obtained from Arthrospira platensis.
3. Results and discussion
Nanoparticles exhibited spherical shape (with
some agglomeration) with size varying from 30 to 238
nm, an average size ca. 130 nm (Fig. 1 a-e). FTIR-
PAS data confirm the bioactive compounds of leaf
extracts and the synthesis of CuONPs (Fig. 1 f-g). The
absorbance maximum of C-PC (ca. 630 nm) showed
an enhancement in intensity in the presence of
CuONPs in which the absorbance enhancement was
CuONPs concentration dependent (Fig 1. h-i). A
quenching of its fluorescence emission was observed
(Fig 1. j-k). Similar behaviors were also observed in
chlorophyll in the presence of Au and Ag nanoparticles
[2], suggesting that C-PC molecules may be adsorbed
at the metallic CuONPs surfaces and then the excited
C-PC molecules may transfer their excited electrons to
these surfaces.
Figure 1: Physico-chemical characterization of CuONPs (a-e) SEM; (f-g) FTIR and (h-i) spectroscopic study of C-PC-CuONPs interaction.
4. Conclusion
Our results demonstrated an effective C-PC-
CuONPs interaction, revealing that CuONPs may
represent a potential risk for aquatic environments
since this interaction can affect the functioning of light-
harvesting protein, and consequently chemical energy
production. Besides that, we highlight the promising
uses of C-PC as biosensor for nanomaterials sensing
in environmental applications.
5. Acknowledgments
CNPq and FUNDECT for financial support.
References [1] R. Grillo, M. B. Jesus, L. F. Fraceto, Frontiers in Environmental
Sciences 6(34) (2018).
[2] H. I. J. Nunes, K. L. M. Souza, Física 99, 11 (2012) W.F. Falco,
E.R. Botero, E.A. Falcão, E.F. Santiago, V.S. Bagnato, A.R.L.
Caires, Journal of Photochemistry and Photobiology A. Chemistry.
225 (2011).
42
Modelos de interação da proteína Fosforoetanolamina
Meti l transferase relacionando drogas e l ignanas através do
acoplamento molecular.
Aline Féboli*, Alexandre Borges, Rosangela S. Laurentiz
Departamento de Física e Química, FEIS, UNESP, Ilha Solteira/SP, Brasil - * [email protected]
Palavras-chave: docking consensual; cubebina; lignanas.
1. Introdução
Um dos maiores problemas enfrentados na
ovinocultura é a infecção pelo parasita gastrointestinal
hematófago H. contortus, causando perdas na
produção e aumento no valor do produto final 1. O
controle da infecção é realizado exclusivamente por
drogas sintéticas, entre elas o albendazol, porém o
uso indiscriminado de tais drogas tem selecionado
helmintos resistentes. Esses fármacos atuam inibindo
a Fosforoetanolamina Metiltransferase (FM), proteína
encontrada no H. contortus, necessária para a
sobrevivência do parasita2. Substâncias naturais que
apresentam atividade anti-helmíntica in vitro, como as
lignanas cubebina, diidrocubebina e hinoquinina,
extraídas da Piper cubeba, aparecem como alternativa
ao uso dessas drogas sintéticas. Para melhor
compreender o comportamento das lignanas citadas
anteriormente, foram realizados ensaios de docking
molecular para verificar se tais lignanas apresentam
modelo de interação semelhante ao do albendazol
com a proteína e compará-los com os resultados de
ensaio in vitro.
2. Material e Métodos
A metodologia utilizada foi a de docking consensual a
partir dos softwares Maestro 10.1 e GOLD 5.1.
A estrutura cristalográfica utilizada foi a de código
PDB 4KRG e preparada no programa Discovery
Studio 2016.
Os ligantes foram construídos a partir do programa
ChewDraw Ultra 12.0 e suas cargas calculadas pelo
programa Discovery.
3. Resultados e Discussão
Os resultados da sobreposição das poses
(figura 1) obtidas a partir de albendazol e lignanas
mostraram que elas ocupam a mesma região do sítio
ativo da proteína. No entanto, a cubebina apresentou
um modelo de interação diferente do albendazol,
tendo em comum apenas a interação hidrofóbica com
Leu124. A hinoquinina apresentou um modelo de
interação semelhante ao albendazol com interação
hidrofóbica Phe81, Leu124 e ligação de hidrogênio
Asp105. Já a dihidrocubina, uma interação hidrofóbica
com Phe81, Leu124 e ligação de hidrogênio com
Asn124.
Figura 1: Sobreposição das poses de docking
consensual, albendazol (azul), cubebina (verde),
diidrocubebina (roxo) e hinoquinina (cinza).
4. Conclusão
Desta forma, tais resultados demonstram que a ação
in vitro das lignanas podem estar relacionadas à
desativação da enzima Fosforoetanolamina
Metiltransferase de acordo com o modelo de interação
do albendazol.
5. Agradecimentos
PPGCM
CAPES
Referências
Witola, W. H. et al. In vitro anthelmintic efficacy of
inhibitors of phosphoethanolamine Methyltransferases
in Haemonchus contortus. International Journal for
Parasitology: Drugs and Drug Resistance. 6 (2016)
44e53. 2Bobenchik, A. M. et al. Identification of inhibitors of
Plasmodium falciparum phosphoethanolamine
methyltransferase using an enzyme-coupled
transmethylation assay. BMC Biochemistry. 1 (2010)
11e4.
43
AV ALI AÇ ÃO DO DESEMPENHO MECÂNICO DE S ISTEMAS SOLO -RESÍDUO CERÂMICO ATIVADOS ALCALINAMENTE
Yasmin P. Macacari
UNESP – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira.
Autor correspondente: Mauro M. Tashima, [email protected].
Resumo
Neste trabalho foi avaliado a possibilidade de uma argamassa não convencional, com cerâmica vermelha, solo, e o
hidróxido de sódio como aglomerante ativado, entre outros materiais. O estudo foi feito com três concentrações
diferentes de Na+ (8, 10 e 12 mol.kg-1), realizando a ruptura em 7, 28 e 90 dias de cura na câmara úmida e cura ao
ar livre. Os corpos de prova que ficaram na câmara úmida apresentaram valores de resistência mais baixos que os
de cura ao ar livre apresentaram maior valor de resistência mecânica. A partir da análise de todos os resultados
chegou-se à conclusão de que a resistência mecânica é maior nos corpos de prova de maior concentração do
ativador alcalino.
Palavras-chave: solos cimentados, resíduo cerâmico, ativação alcalina. 1. Introdução
Os materiais ativados alcalinamente aparecem
como uma alternativa para a redução do uso do
aglomerante cimento Portland, já que na produção
deste há liberação excessiva de dióxido de carbono e
elevado consumo de energia elétrica em algumas
etapas, como a calcinação e moagem de matérias-
primas [1].
A primeira vez que se usou ativação
alcalina de aluminossilicato, de acordo com Provis e
van Deventer (2013), foi em 1908 para se obter um
material aglomerante alternativo ao cimento Portland
[2]. Recentemente o número de pesquisas sobre o
assunto aumentaram, e agora busca-se um produto
que atenda as condições de resistência e
aplicabilidade para serem utilizados em construções
futuras, o que demonstra o interesse em uma
mudança radical dos envolvidos com a indústria de
aglomerantes para construção [3].
2. Material e Métodos
Nesta pesquisa foram utilizados resíduo de
cerâmica vermelha, água, silicato de sódio, hidróxido
de cálcio, hidróxido de sódio e solo batedeira
planetária da marca Amadio®, peneira, estufa
(obtenção da umidade do solo), balança de precisão
digital, moldes prismáticos de 4x4x16 cm, e, para
análise dos resultados, o software Excel®.
O silicato de sódio, hidróxido de sódio e água
eram misturados e reservados até que esfriassem. Os
outros materiais eram pesados pouco antes de ser
feito a pasta na batedeira planetária. A argamassa foi
adensada na plataforma vibratória. O procedimento de
mistura foi igual para os corpos de prova em cura livre
e na câmara úmida. Os corpos de prova com cura ao
ar livre foram pesados após ser desmoldado e antes
da ruptura, para que houvesse o controle da perda de
água.
3. Resultados e Discussão
Os resultados da avaliação do comportamento
da argamassa em relação estão mostrados no gráfico
abaixo. Nele é possível notar que os corpos de prova
de cura livre têm resistência mecânica maior que os
que ficaram na câmara úmida.
Resistência mecânica (Mpa) x Tempo de cura
4. Conclusão
A partir dos resultados obtidos concluiu-se que
a resistência mecânica depende da concentração do
ativador alcalino, pois o aumento na concentração
deste mostrou um aumento na resistência, em ambas
condições de cura. Outro ponto a ser destacado é a
influência da perda de água, que de acordo com os
resultados, é fator positivo nos valores de resistência
mecânica.
Referências [1] Z. Zhang et al., Construction and Building Materials 56, (2014)
[2] F. Pacheco-Torgal, J.A Labrincha.; C. Leonelli; A. Palomo; P.
Chindaprasirt. Handbook of alkali-activated cements, mortars and
concretes (2015)
[3] C. Shi; A. F. Jiménez; A. Palomo. New cements for the 21st
century: The pursuit of an alternative to Portland cement (2011)
44
Dinâmica de vórt ices em supercondutores mesoscópicos com weak-l ink na presença de corrente e campo magnético
apl icados
Adriana G. Presotto1, Edson Sardella2, Elwis Carlos S. Duarte1, Rafael Zadorosny1
1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química, Ilha solteira, SP, Brasil. 2Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. De Física, Bauru, SP, Brasil.
E-mail: [email protected]
Resumo
Correntes aplicadas em supercondutores nanoscópicos podem gerar estados resistivos, que podem ser associados a
deslizamentos de fase ou vórtices cinemáticos (kV) [1,2]. O kV não transporta fluxo magnético em seu interior e se move muito
rapidamente pela amostra. O conhecimento da dinâmica desses vórtices é importante para futuras aplicações de supercondutores
em nanoescala. Neste trabalho, resolvemos numericamente a equação generalizada Time-Dependent Ginzburg-Landau, GTDGL,
[3] para amostras retangulares com tamanhos laterais de 10ξ(0) x 20ξ(0), com ξ(0) o comprimento de coerência em T = 0K. No
centro da amostra, considerou-se um weak-link (elo fraco) de 10 ξ(0) com largura de 4 ξ(0). A corrente foi injetada por contatos
elétricos que foram considerados com dois tamanhos distintos, ou seja, t = 10 e 6 ξ(0). Para o último tamanho de contato, a
amostra foi submetida a diferentes campos magnéticos, sendo eles: H = 0 Hc2 (0), H = 0,01Hc2 (0), H = 0,1Hc2 (0) e H = 0,5Hc2 (0).
Os resultados mostram que o estado resistivo, caracterizado por um salto nas curvas IxV, é devido à formação de um par de
vórtice-antivórtice cinemático (V-Av). Para a amostra com t = 10ξ(0), o estado resistivo aparece sem a formação de kV e some
com a transição do elo fraco para o estado normal. A dinâmica de vórtice na amostra com t = 6ξ(0), e para J = 0.14J0, mostrou que
os pares V-Av aparecem no centro da amostra e deixam-na pelas arestas. Para valores maiores, como J = 0.80J0, o par V-Av
aparece em bordas opostas e é aniquilado no centro. Na presença de campos externos, para os dois menos intensos, não houve
formação de antivórtices. Houve apenas a formação de um kV na borda da amostra onde as correntes são mais intensas. Este kV
move-se por toda a amostra (perpendicularmente ao J aplicado) e sai do sistema pela borda oposta. Por outro lado, para o campo
mais alto, havia apenas a formação de vórtices de Abrikosov. Também verificamos que a velocidade média do kV é influenciada
pela intensidade do H.
Palavras-chave: Supercondutor, TDGL, vórtice cinemático.
1. Introdução
Correntes injetadas nos supercondutores
mesoscópicos podem gerar estados resistivos na
amostra [1]. Esses estados são caracterizados pela
aparência de regiões onde a supercondutividade é
destruída localmente e/ou por vórtices cinemáticos [2].
Estes últimos, não carregam fluxo magnético em seu
interior e suas velocidades são muito altas (~ 105 m/s).
O interesse na dinâmica desses vórtices é de
importância para futuras aplicações desses materiais
em escala nanométrica.
2. Material e Métodos
Resolvemos numericamente a primeira equação
generalizada TDGL, para amostras retangulares com
tamanhos de 10x20 ξ(0), onde ξ(0) é o comprimento
de coerência em T = 0 K.
Simulamos uma amostra mesoscópica com dois
grãos separados por um elo fraco (WL). O defeito foi
considerado no centro da amostra com diâmetro de 4
ξ(0), uma região supercondutora com menor Tc.
Consideramos também dois tamanhos de contatos
elétricos, ou seja, t = 10 e 6 ξ(0), onde, para o último,
a amostra foi submetida a diferentes campos
magnéticos.
3. Resultados e Discussão
Primeiramente construímos um gráfico de IxV,
para os dois tamanhos dos contatos ôhmicos e para
H=0 Hc2(0), H=0,01Hc2(0), H=0,1Hc2(0) e H=0,5Hc2(0),
apresentado na
Fig. 1
Na amostra com t = 10ξ(0) não houve formação
de vórtice cinemático. Já a dinâmica dos vórtices na
amostra com t = 6 ξ(0), para correntes baixas, os
pares V-AV apareceram no centro da amostra e
deixam-na pelas bordas. Para valores maiores de
corrente este efeito foi oposto.
Para campos baixos houve formação de vórtice
cinemático, porém para os altos campos houve
apenas a formação de vórtices de Abrikosov.
4. Conclusão
Figura 1: Curvas características de I em
função de V para os dois tamanhos de contatos
elétricos e para diferentes valores de campo.
Referências [1] Berdiyorov, G. R, et al., Appl. Phys. Lett. 100, 262603(2012).
[2]Andronov, A.; et al., Physica C 213, 193 (1993).
[3]Schmid, A.; Phys. Kondens. Mater. 5, 302 (1966).
Agradecimentos
CNPq, FAPESP Processo 2017/09686-3 “As opiniões, hipóteses e
conclusões ou recomendações expressas neste material são de responsabilidade do(s) autores(as) e não necessariamente refletem a visão da FAPESP”
A formação dos vórtices cinemáticos é sensível
ao tamanho dos contatos elétricos e à intensidade do
campo magnético aplicado. Pois a distribuição do
corrente influencia na dinâmica dos vórtices. Na
presença de campos externos baixos, não houve
formação de antivórtices, e para campos altos, houve
apenas a formação de vórtices de Abrikosov.
45
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO MECÂNICAS DE COMPÓSITOS DE
POLIURETANO VEGETAL E RESÍDUOS DE MADEIRA
Miguel F. G. da Silva1, Ana P. de Moura1, Guilherme I. Bueno1, Flaminio C. P. Sales1, Ênio H. P. da Silva1, Romeu R.
C. da Costa1.
1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)- Departamento de Engenharia Mecânica
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo realizar ensaios mecânicos de compósitos preparados com poliuretano (PU) derivado do óleo de mamona com diferentes quantidades (10 e 30%) de rejeito de madeira. Após a confecção dos corpos de prova de dimensões de 100 x 20 x 5mm ensaios mecânicos realizados mostraram que houve aumento na rigidez do material em relação ao PU puro.
Palavras-chave: compósitos, espuma de poliuretano vegetal, madeira. 1. Introdução
Cada vez mais os resíduos de madeira no setor
madeireiro vêm despertando o interesse dos
pesquisadores, principalmente para verificar as
possibilidades de reutilização desses materiais1. Uma
das alternativas de uso desses resíduos na indústria
madeireira é a produção de compósito plástico-
madeira. A preparação de compósitos de madeira com
polímeros é uma prática antiga, particularmente na
produção de painéis MDF (medium-density fiberboard)
e também na indústria automobilística, que empregam
desde a década de 70 compósitos de polipropileno
com pó de madeira, conhecidos no mercado, como
Woodstock2. Seguindo esse contexto, este trabalho
tem como objetivo estudar as propriedades mecânicas
de compósitos preparados utilizando o poliuretano
(PU) a base de óleo de mamona como matriz
polimérica e diferentes porcentagens (10, 30%) de
madeira Pinus como material de reforço.
2. Material e Métodos
A preparação dos compósitos se fez misturando
de maneira asséptica, 20g de poliol de origem vegetal
com 8.8g de Alumina Tri-hidratada (ATH) até o
produto tornar-se homogêneo. A seguir, acrescentou-
se 24g do pré-polímero (isocianato) e continua-se a
homogeneização do produto. Rapidamente é
adicionado raspas de madeira em diferentes
porcentagens (10 e 30%). Adiciona-se a mistura em
moldes metálicos de dimensões de 100x100x20mm
que foram deixados em repouso por aproximadamente
4 horas. Após esse tempo foram cortados corpos de
provas de tamanho de 100 mm e espessura de 5mm
seguindo a norma ASTM D790-17 para a realização
de ensaios de flexão que foram feitos no equipamento:
máquina universal de ensaios WDW-100E.
3. Resultados e Discussão
Na Figura 1 estão apresentadas as curvas de
tensão-deformação dos corpos de prova da PU pura,
e da PU aditivada com 10% e 30% de raspas de
madeira. Todas as amostras apresentam 20% de
ATH.
Os resultados obtidos nos ensaios de flexão
mostram que houve um aumento significativo na
rigidez do material, com um módulo de elasticidade de
0.106 GPa e 0.140 GPa, para as porcentagens de 10
e 30% respectivamente, em comparação com a PU
sem reforço com módulo de elasticidade de 0.0512
GPa como pode-se observar na figura 1.
Figura 1 - Tensão x Deformação
4. Conclusão
A utilização de rejeitos de madeira como reforço
da PU mostrou-se eficiente quanto ao aumento da
rigidez do material, podendo ser utilizado em
aplicações que requerem maiores estabilidades
mecânicas.
Agradecimentos
CAPES, CNPq, empresa Kehl, madeireira
Perola de Cornélio Procópio-Pr.
Referências [1] N. Stark. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 14, 421-
432 (2001).
[2] C. A. Correa,; C. N. P. Fonseca, S Neves. Polímeros: Ciência e
Tecnologia, 13, 154-165 (2003).
46
DINÂMICA DE VÓRTICES EM SUPERCONDUTORES MESOSCÓPICOS COM REDE DE
DIFERENTES TIPOS DE CENTROS DE APRISIONAMENTO
Danilo Okimoto1, Elwis C. S. Duarte1, Edson Sardella2 e Rafael Zadorosny1
1Universidade Estadual Paulista -Unesp, Ilha Solteira, São Paulo, Brasil
2Universidade Estadual Paulista -Unesp, Bauru, São Paulo, Brasil
e-mail: [email protected]
Resumo
O estudo de materiais supercondutores em escalas nanométricas tem se destacado na área da Física de Matéria
Condensada nas últimas décadas. Nesses ditos supercondutores mesosocópicos, efeitos de confinamento
influenciam na dinâmica de vórtices, gerando, inclusive, estados de múltiplos vórtices e de vórtices gigantes. Neste
trabalho, estudamos a influência de uma rede regular de defeitos estruturados de diferentes tipos sobre a dinâmica
de vórtices em condições de altas temperaturas (T=0.9Tc) e sua efetividade no aprisionamento dos mesmos.
Palavras-chave: dinâmica de vórtices, centros de pinning, TDGL.
1. Introdução
Uma força de Lorentz, devida à interação entre
vórtices de Abrikosov e correntes de blindagem, os faz
se moverem pelo supercondutor. Como tal movimento
é viscoso, causa um aquecimento local e consequente
dissipação de energia. Uma maneira de inibir a
movimentação dos vórtices é inserir no sistema
centros de aprisionamento, de modo que o fluxo
magnético fique impedido de se mover, preservando
assim, a supercondutividade.[1]
2. Formalismo Teórico
Neste trabalho, usamos a teoria de Ginzburg-Landau
para estudar supercondutores mesoscópicos com uma
rede de defeitos. Foi analisado o comportamento
magnético das amostras para dois tipos diferentes de
defeitos, sendo eles, buracos que transpassam o
material (antidots, ADs) e buracos com uma fina
camada supercondutora (Blind Holes, BHs). As
amostras foram expostas a campos externos variáveis
e o loop de histerese das mesmas fora levantado. Os
sistemas foram simulados com temperatura 𝑇 = 0,9𝑇𝑐
e possuindo geometria quadrada de tamanho lateral
𝐿x = Ly = 54 𝜉(0), defeitos também quadrados de lado
d = 2𝜉(0) e espaçados por w = 6𝜉(0), como mostrado
na Figura 1.
3. Resultados e Discussão
Notamos nos laços de histerese um comportamento
de simetria espelhado para as amostras com os dois
tipos de defeitos simulados, e com magnetização
remanente nula, como mostrado na Figura 2. Isso
indica que todos os vórtices que penetraram na
amostra foram expulsos à medida que o campo
magnético aplicado foi sendo retirado. Tal
comportamento indica que os centros de ancoramento
não foram fortes o suficiente para manter os vórtices
aprisionados de forma.
Pode-se notar ainda, que até o primeiro estado de
vórtices as curvas M(H) são idênticas para ambas as
amostras, depois se diferenciam devido à natureza
distinta dos defeitos. Assim, possuem diferentes
números de vórtices penetrados em cada
descontinuidade do gráfico.
4. Conclusão
Verificamos que os defeitos foram pouco efetivos no
aprisionamento dos vórtices, mas isso pode ter
ocorrido, devido à temperatura e a geometria da
amostra.
5. Agradecimentos
FAPESP, processo 2016/12390-6, CNPq e GSMA.
Referências
[1] I. A. Sadovskyy, et al, Phys. Rev. B, 95, 075303 (2017).
Figura 1:
Representação
do sistema
simulado
Figura 2: Curvas da magnetização em função do campo
aplicado (MxH).
47
Parâmetros da c iné t ic a de in tumesc imento de h idrogé is magneto -responsivos apl icando -se campos magnét icos.
Adriel Bortolin1, Fauze A. Aouada2, Caue Ribeiro1.
Depto. de Química - UFSCar, 13560-905, São Carlos/SP
1Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio, Embrapa Instrumentação Agropecuária, 13560-970, São Carlos/SP. 2 Depto. de Física e Química, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista – UNESP, 15385-000 Ilha Solteira – SP. Autor correspondente: Adriel Bortolin, [email protected]
Resumo
Os sistemas de liberação controlada utilizando materiais poliméricos apresentam inúmeras vantagens a tratamentos convencionais, porém ainda existem pontos falhos na aplicação desses sistemas, onde em certas aplicações há a necessidade de modificar o comportamento do material remotamente. Para isso nesse trabalho foram desenvolvidos hidrogéis nanocompósitos modificados com polissacarídeos, argilominerais e nanopartículas magnéticas de óxido de ferro funcionalizadas com material polimérico. As propriedades cinéticas indicaram que a aplicação de campo magnético modifica a propriedade de intumescimento.
Palavras-chave: hidrogéis magneto-responsivos, cinética de intumescimento, nanocompósitos.
1. Introdução Atualmente, o uso de hidrogéis tem se
destacado em sistemas de liberação controlada de
diferentes moléculas, porém a liberação nestes
sistemas apresenta comportamento em geral passivo,
ou seja, definido apenas pelas condições de difusão
na matriz polimérica. Assim, o desenvolvimento de
hidrogéis que sejam responsivos a estímulos externos,
tais como temperatura, intensidade luminosa, campos
magnéticos, dentre outros, possibilitaria que o
processo de liberação fosse modificado remotamente.
Esse trabalho traz a síntese e a caracterização da
cinética de intumescimento de hidrogéis magneto-
responsivos aplicando-se ou não campos magnéticos
2. Material e Métodos
Foi monitorada a variação de massa dos
hidrogéis selecionados em função do tempo de
imersão em água. Os hidrogéis utilizados foram
polímeros a base de poliacrilamida modificados com
argilomineral, carboximetilcelulose variando-se a
concentração de nanopartículas de óxido de ferro em
0,0; 0,5; 1,0 e 2,0 %. Para a avaliação dos parâmetros
cinéticos dos hidrogéis baseou-se nas leis de Fick e
para todas as análises utilizou-se hidrogéis no formato
cilíndrico. A equação 1 foi utilizada para cálculo dos
parâmetros da cinética de intumescimento de
hidrogéis com e sem a aplicação de campo
magnético. [1] [2]
nt
eq
Mkt
M= (1)
onde t é o tempo, k é a constante cinética de
intumescimento, n é o expoente difusional, Mt é a
massa do hidrogel em um tempo “t” de
intumescimento e Meq é a massa do hidrogel no
estado de equilíbrio.
3. Resultados e Discussão
A Tabela 1 mostra os parâmetros cinéticos de
intumescimento obtidos pelos hidrogéis.
Tabela 1: Parâmetros n e k para o intumescimento
dos hidrogéis em água com e sem a aplicação de
campo magnético.
%
Mag
n n* k
(x10-3)
k* (x10-3)
0,0 0,65±0,06 0,64±0,02 1,87±0,004 1,85±0,001
0,5 0,59±0,05 0,49±0,01 3,20±0,13 6,77±0,09
1,0 0,49±0,02 0,41±0,03 4,76±0,50 14,14±0,25
2,0 0,37±0,01 0,15±0,08 27,40±0,05 254,51±10,7
*com aplicação de campo magnético
Os valores de n indicam que a presença das
nanopartículas magnéticas estão fazem com que a
estrutura do hidrogéis se torne mais rígida, com o
incremento das nanopartículas e com a aplicação do
campo. O parâmetro k reduziu com o aumento das
nanopartículas magnéticas, porém a aplicação do
campo magnético aumentou a cinética de
intumescimento consideravelmente como indicado na
Tabela 1.
4. Conclusão Foi possível sintetizar um hidrogel modificado
com argilomineral, carboximetilcelulose e
nanopartículas de magnetita funcionalizadas. Os
resultados dos parâmetros cinéticos indicaram que
esses polímeros são responsivos a estímulos externos
de campos magnéticos.
5. Agradecimentos
EMBRAPA, CNPQ, FAPESP, CAPES Referências [1] REDDY, T. T.; LAVENANT, L.; LEFEBVRE, J. & RENARD, D. Biomacromolecules, 7: 323, 2006. [2] SRIAMORNSAK, P.; THIRAWONG, N.; WEERAPOL, Y.; NUNTHANID, J. & SUNGTHONGJEEN, S.. Eur. J. Pharm. Sci., 67: 211, 2007.
48
Atributos mecânicos de filmes de pectina: efeito da incorporação de
nanoemulsões de óleos essenciais
Marcos V. Lorevice1,4, Giuliana T Franco1,4, Caio G Otoni2, Márcia R. de Moura3, Luiz H. C. Mattoso4
1 – PPGQ, Departamento de Química, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, Brasil
2 – Instituto de Química/Universidade de Campinas - UNICAMP, Brasil
3 – Departamento de Química e Física, FEIS, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, SP
4 –Laboratório Nacional de Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio – Embrapa Instrumentação, São Carlos, Brasil.
Autor correspondente: Marcos Lorevice, rua XV de Novembro, 1452, São Carlos, SP, [email protected].
Resumo
Objetivou-se avaliar os atributos mecânicos de filmes pectina incorporados com emulsões ou nanoemulsões de óleo
essencial (OE) de alho ou alecrim. A adição dos OE não modificou de maneira significativa os atributos mecânicos.
Filmes com Tween 80 apresentaram maior rigidez, a qual diminuiu com a adição de emulsão ou nanoemulsão,
possivelmente pelo dispersão não homogênea da fase lipossolúvel da emulsão ou que não estabilizada nas
nanoemulsões.
Palavras-chave: atributos mecânicos, filmes, pectina, alho, alecrim, nanoemulsões.
1. Introdução
Filmes baseados em polissacarídeos, como a
pectina, com propriedades renováveis e
biodegradáveis, vem sendo aplicados como alternativa
às embalagens convencionais de derivados de
petróleo [1]. Compostos hidrofóbicos e com
propriedaeds antimicrobianas, como o óleo essencial
(OE) de Alecrim (Rosemary officinalis) e de Alho
(Allium sativum) vem sendo incorporados, como
nanoemulsões, em filmes de pectina, de modo a
adicionar propriedades ativas aos filmes
nanocompósitos [2]. Contudo, como os OEs são
lipossolúveis, sua dispersão na matriz filmogênica
pode ser dificultada. Com isso, o presente trabalho
teve como objetivo avaliar a influência do tipo de
emulsão (emulsão e nanoemulsão) nos atributos
mecânicos de filmes de pectina.
2. Material e Métodos
Suspensões filmogênicas foram produzidas
adicionando às suspensões de pectina (3% m/m),
emulsões e nanoemulsões (Tween 80 e OE em razão
mássica igual à 1) com razão mássica de 5% m/m. As
nanoemulsões foram obtidas por inversão catastrófica
[3] de fase. Os filmes foram produzidos por casting.
Atributos mecânicos de tensão máxima (TM), módulo
Young (MY) e Elongação na ruptura (ER) foram
mensurados segundo a norma ASTM (1997) [4].
3. Resultados e Discussão
A Tabela 1 apresenta os atributos mecânicos
dos filmes de pectina com diferentes óleos essenciais
e tipos de emulsão. Filmes de PEC com o surfactante
Tween 80 demonstraram-se mais rígidos que s filmes
de PEC. Quanto à adição de emulsão e nanoemulsão,
de forma geral, a TM e MY diminuíram quando se
comprados aos filmes de pectina, sendo mais evidente
para os nanocompósitos de PEC/NEG. Contudo,
filmes PEC/NER mostraram-se mais rígidos que os
filmes de PEC/NEG.
Tabela 1: Atributos mecânicos dos filmes compósitos
e nanocompósitos de pectina
Filmes TM (MPa) MY(GPa) ER(%)
PEC 44 ± 6 2,5 ± 0,3 2,5 ± 0,7
PEC/T80 40 ± 4 9,4 ± 3,9 1,3 ± 0,4
PEC/EG 27 ± 14 2,5 ± 0,4 1,7 ± 0,3
PEC/ER 42 ± 3 1,7 ± 0,3 4,8 ± 1,4
PEC/NEG 8 ± 8 1,2 ± 0,1 0,8 ± 0,1
PEC/NER 26 ± 4 2,2 ± 0,5 2,1 ± 0,7
PEC - filme de pectina; T80 – polisorbato 80; EG – emulsão de OE
de alho; ER – emulsão de OE de alecrim; NEG – nanoemulsão de
OE de Alho; NER – nanoemulsão de OE de alecrim.
4. Conclusão
Os resultados permitem concluir que é possível
incorporar propriedades antimicrobianas aos filmes de
pectina com a incorporação de NE de óleos
essenciais, sem que haja perdas substanciais nos
atributos mecânicos.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem ao PPGQ/UFSCar
(Capes 33001014005D-6) pela bolsa concedida. A
Embrapa Instrumentação pela estrutura e ao
departamento de Física e Química da UNESP/ilha
Solteira, SP.
Referências [1] Falguera, V.; Quintero, J. P.; Jiménez, A.; Muñoz, J. A.; Ibarz, A.
Food Science & Technology, 2011, 22, 292
Sartori, K. S. E. T.; Menegalli, F. C. Brazilian Journal of Food
Technology, 2014, 17, 98-112.
[3] Komaiko, J.; McClements, D. V. Journal of Engineering, 2015,
146, 122-128
[4] ASTM- (1997). D882-97, PA: ASTM
49
PREP AR AÇ ÃO E CAR ACTERIZAÇÃO DE FILMES NANOFIBROSOS DE PVDF COM HIDROXI AP ATITA OBTIDOS A P ARTIR DO AERÓGRAFO
COMERCIAL
Gabriel C. Dias1,3, Thelma S. P. Cellet1, Miriam C. Santos2, Alex O. Sanches3, José A. Malmonge3, Luiz F. Malmonge3.
1UEM-CRG/DCI; 2UNESP/IQ; 3UNESP/ FEIS- Unesp
Autor correspondente: Gabriel da Cruz Dias, UEM-Campus Regional de Goioerê, [email protected].
Resumo
A busca pela longevidade e qualidade de vida da população fazem com que os avanços da tecnologia na área
medicina aumente gradativamente. A obtenção e otimização morfológica de nanofibras poliméricas para aplicações
médicas tem recebido cada vez mais atenção nesta área da pesquisa, bem como suas técnicas experimentais de
obtenção. Neste trabalho, diferentes quantidades de hidroxiapatita (HA), 5%, 7% e 10 % m/m foram incorporadas em
soluções de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) em dimetilformamida (DMF). Micro e Nanofibras poliméricas foram
produzidas com êxito a partir da utilização de um aerógrafo comercial, utilizando uma técnica similar a técnica de
fiação por sopro em solução (SBS). Análises de difratometria de raios-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho
(FTIR) confirmaram a incorporação da hidroxiapatita na matriz polimérica. Micrografias obtidas por microscopia
eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura (MET) mostraram a formação de nanofibras
lisas e livres de rugosidade. A incorporação de HA não alterou a estrutura da matriz polimérica e estas se encontram
no interior e na superfície das fibras, o que potencializa a utilização do material para aplicações medicinais.
Palavras-chave: Fiação por sopro em solução, Aerógrafo, Poli (Fluoreto de Vinilideno), Hidroxiapatita, Nanofibras.
1. Introdução
O crescente interesse nas últimas décadas na síntese de nanofibras, justifica-se devido suas excelentes propriedades mecânicas, elevada área superficial, e principalmente em poder ser utilizada na entrega controlada de fármacos [1-2].
Neste contexto a utilização de HA tem sido intensivamente investigada. HA se destaca devido a suas propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e osteocondutividade, sendo utilizada amplamente em cirurgias ortopédicas relacionadas a defeitos ósseos.
Dados da literatura também mostram o uso de HÁ como recobrimento em próteses metálicas para melhorar as propriedades biológicas destes materiais [3]. Baseado no mesmo princípio do SBS, um novo dispositivo vem sendo utilizado na produção de filmes fibrosos, denominado aerógrafo, do inglês airbrush, muito utilizado para gravuras e pinturas. [4].
Neste estudo, filmes fibrosos de PVDF com a incorporação do material inorgânico hidroxiapatita, foram obtidos baseados na técnica de SBS a partir da utilização de um conjunto de aerógrafo e um compressor comercial.
2. Material e Métodos
Soluções de PVDF/DMF 20% (m/v) foram preparadas, a temperatura de 70°C, sob agitação constante. A solução foi resfriada a temperatura ambiente e posteriormente incorporou-se nanopartículas de hidroxiapatita na solução, utilizando as proporções de 5%, 7% e 10% (m/m).
Após a incorporação a solução foi adicionada ao recipiente do aerógrafo para posterior confecção do material.
3. Resultados e Discussão
Micrografias de MEV mostraram a formação de fibras
homogêneas com espessura manométrica. Ainda as
fibras apresentam baixa rugosidade e orientações
especificas, o que as tornam extremamente uteis para
utilização na área biológica. Pelas micrografias de
MET foi possível observar que as nanopartículas de
HA estão inseridas no interior e na superfície das
fibras, o que é comprovado também pelo difratograma
de raios-X, em que os padrões de difração mostram
claramente os picos correspondentes a hidroxiapatita,
sendo os principais (002), (211), (300) e (310) em 2θ
igual a 25,9º, 31,8º, 32,7º e 40,1º. Todos os picos
estão de acordo com o cartão JCPDS 9-432, padrão
para hidroxiapatita, confirmando que as mesmas estão
presentes no material sintetizado. Figura 1. Fibras de PVDF-
HA (a e c) MEV (b) DRX,
(d),(e) MET.
4. Conclusão Nanofibras de PVDF/HA foram obtidas com êxito
a partir da utilização do aerógrafo. Os resultados obtidos por difratometria de raios X indicam que o PVDF cristaliza em suas fases características e ainda mostra a presença das partículas de HA, que não alteram a estrutura conformacional e configuracional da matriz, sendo assim potencializa o material para utilização biológica voltada para regeneração óssea. Referências [1] Z. M. Huang, Z. Y Zhang, M. Kotaki, S. Ramakrishna. Composites Science
and Technology. 2003. 63(15), 2223.
[2[ P Gibson, H. Schreuder-Gibson, D. Rivin Physic chemical and Engineering
Aspects. 2001.187(1), 469.
[3] Wei D, Qian W.:Col. Surf B Biointerfaces. 2008 Mar 15;62(1):136-42
[4] W Tutak, S. Sarkar, S. Lin-Gibson, T. M. Farooque, G. Jyotsnendu, D.
Wang, J. Kohn, D. Bolikal, C.G. Simon. Biomaterials. 2013, 34 (10) 2389.
50
Produção de Aglomerantes Orgânicos a partir de glicerina e óleo de cozinha:
uma alternativa para o desenvolvimento sustentável
Fernando G. Pivaro, Mauro M. Tashima
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Engenharia Civil. Grupo de Pesquisa em Materiais Alternativos de Construção - MAC
Fernando G. Pivaro, Rua Canavieiras 183, Ap. 09, Ilha Solteira-SP, [email protected]
Resumo
O seguinte projeto visa o estudo da viabilidade da produção de aglomerantes orgânicos, compostos por glicerina e
óleo de cozinha. Utilizando-se como agregado, areia natural de origem sílica, foram moldados corpos de provas em
formato cilíndrico, alternando-se as dosagens de glicerina e óleo de cozinha, e posteriormente as misturas entre
materiais residuais e materiais puros. Foram então, submetidos a ensaios de resistência mecânica, esperando-se
obter aglomerantes com qualidades consideradas úteis e aplicáveis no campo dos materiais da construção civil.
Palavras-chave: aglomerante orgânico, glicerina, óleo de cozinha, desenvolvimento sustentável.
1. Introdução
O processo de produção de aglomerantes
orgânicos à base de glicerina e óleo de cozinha se dá
basicamente pela reação química conhecida como
condensação, entre as moléculas de glicerina e as de
ácido linoleico (componente mais abundante no óleo
de soja) [1], atribuindo resistência mecânica ao mesmo.
2. Material e Métodos
Utilizando-se de areia natural de origem sílica,
glicerina bruta e refinada, e óleo de cozinha novo e
residual, em diferentes proporções, foram moldados,
no equipamento de compactação MCT, corpos-de-
prova cilíndricos. Posteriormente foram submetidos a
temperaturas próximas aos 160 ºC [2] para enrijecerem
e adquirirem a capacidade de serem ensaiados em
testes de compressão axial simples.
3. Resultados e Discussão
Foram confeccionados corpos-de-prova com
diferentes traços, a fim de se analisar suas
características. Os principais resultados são
apresentados no gráfico comparativo a seguir:
4. Conclusão
É possível produzir aglomerantes orgânicos a
partir de óleo de cozinha e glicerina em ambos os
seus estados (puros ou residuais), entretanto, é
possível observar um melhor resultado com óleo
usado e glicerina bruta, atingindo uma resistência
média de 24,49 MPa, o que contribui ao mesmo tempo
para o desenvolvimento sustentável da ciência dos
materiais, e para uma solução perante os mais de 700
milhões de litros de óleo que são descartados
incorretamente na natureza anualmente no Brasil. [3]
5. Agradecimentos
Referências [1] VU, H.m.; FORTH, J.p.. Mechanisms of strength development in
masonry units using blended organic binders. Construction And
Building Materials. [s.i.], p. 294-305. 05 dez. 2013
[2] University Of Leeds. John Paul Forth. CONSTRUCTION
MATERIALS. UK nº WO2010035005 A2, 26 set. 2008, 28 set. 2009
[3] BRASIL, Abras. Descarte inadequado do óleo usado de cozinha
traz risco de contaminação ao meio ambiente. Disponível em:
<http://www.abras.com.br/supermercadosustentavel/noticias/descart
e-inadequado-do-oleo-usado-de-cozinha-traz-risco-de-
contaminacao-ao-meio-ambiente/>. Acesso em: 20 fev. 2018
51
Uti l ização do pol ímero Pol ivini lpirrol idona (PVP) na s íntese via One-pot da biocerâmica Hidroxiapati ta (HAP – [Ca1 0 (PO4 )6 (OH)2 ] )
Ester M. A. Oliveira1; Kleber R. Penteado1; Claudio L. Carvalho2, Rafael Zadorosny2; Maycon Rotta1;
1Instituição Federal Mato Grosso do Sul, Três Lagoas, MS, Brasil;
2Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química, Ilha solteira, SP, Brasil;
Maycon Rotta - [email protected]
Resumo
Processos de síntese são muito importantes para otimização, minimização dos custos de produção e obtenção de
determinadas propriedades em alguns materiais. Nesse contexto, os processos químicos se destacam por resultar
em amostras com alto grau de homogeneidade porque a mistura dos componentes se dá em escala atômica. Nesse
trabalho foram exploradas as caracteristicas redutoras e estabilizadoras do polimero Polivinilpirrolidona (PVP) para
possibilitar a síntese da biocerâmica Hidroxiapatita (HAP) - [(Ca10(PO4)6(OH)2] via processo One-pot, que consiste em
obter uma série de reações distintas em um único recipiente, eliminando etapas, minimizando resíduos e otimizando
o tempo de produção. A caracterização das amostras foi realizada por DRX e MEV/EDX.
Palavras-chave: Biocerâmica, hidroxiapatita, Polivinilpirrolidona, One-Pot. 1. Introdução
Sabe-se que o osso consiste em
aproximadamente 70% de hidroxiapatita, 22% de
proteína e 8% de água em peso [1]. A biocerâmica
hidroxiapatita (HAP), [(Ca10(PO4)6(OH)2], quando
sintetizada em laboratório, é conhecida como o
principal material cerâmico implantável para o tecido
ósseo e a reconstituição dos dentes. Isto é
proveniente da sua similaridade química, biológica e
cristalográfica com a fase mineral do osso humano[2].
Sendo assim, o desenvolvimento de novas técnicas de
produção de HAP e/ou e a melhoria das já existentes,
buscando diminuir custos e tempo de produção,
promover melhorias morfológicas e estruturais, são de
extrema importância científica, tecnológica e
econômica. Nesse sentido esse trabalho propôs
produzir a cerâmica HAP via método One-Pot [3,4,5].
2. Material e Métodos
Quantidades estequiométricas (razão Ca:P =
1.67) de nitrato de cálcio [Ca(NO3)2 .4H2O] e ácido fosfórico
(H3PO4) foram adicionados em um recipiente e dissolvidos
em álcool metílico. A solução precursora foi obtida
misturando a solução contendo os pós precursores
(pp) e PVP a uma razão massiva de 2:1 (pp:PVP) e
mantido sob agitação por 2 h.
O tratamento térmico do gel sintetizado se deu em
três passos intercalados por moagem em almofariz.
Primeramete o gel foi tratado a 120ºC/3h, em seguida
pó foi calcinado a 500ºC/3h para eliminação do PVP e
outros materiais organicos. No terceiro passo o pó
obtido foi novamente tratado a 900ºC/3h. As amostras
obtidas foram caracterizadas por DRX e MEV/EDX.
3. Resultados e Discussão
As análises de raios-x mostram a presença da
fase de HAP (JCPDS –89-6438) e da sua fase
secundária, e não menos importante, o fosfato
tricálcico (TCP), de fórmula Ca3(PO4)2 (JCPDS –70-
2065). O MEV mostrou grãos compostos de
aglomerados lamelares, revelando que um
aprimoramento referente ao tempo e/ou temperatura
de tratamento térmico pode aumentar a coalescência
dos grãos, resultando em grãos maiores e mais
uniformes.
4. Conclusão
A HAP foi produzida via One-pot [3,4,5] de
forma simples, com uma quantidade reduzida de
reagentes e tempo. O uso do PVP pode oferecer uma
alternativa na substituição dos agentes de quelação e
polimerização presentes em algumas das rotas
convencionais. Mais estudos devem ser feitos a fim de
comparar as vantagens e desvantagens do
procedimento apresentado
5. Agradecimentos
Ao IFMS e especialmente aos grupos de pesquisa
GSMA e GDAM pertencentes ao programa de Pós-
Graduação em Ciências dos Materiais da Unesp –
Campus Ilha Solteira.
Referências [1] Lala, S. et al., Mater. Sci. Eng. C 42, 647 (2014).
[2] Wang, R. et al.,Mater. Sci. Eng. C 42, 527 (2014).
[3] Santos, M. L. et al., Eclet. Quim. 30, 29 (2005).
[4] Ishikawa, H., et al., Chem. - A Eur. J. 16, 12616 (2010).
[5] Bao, Z. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 1 – 32 (2017).
52
Formação de estados resistivos em supercondutores gap-like e gapless com constrições
Vinícius S. Souto1, Elwis C. S. Duarte1, Rafael Zadorosny1, Edson Sardella2
1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia 2Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Física, Faculdade de Ciências de Bauru
Autor correspondente: Vinícius S. Souto, Rua Custódia 564 – Ilha Solteira SP, [email protected]
Resumo
No presente trabalho, foram estudadas as diferentes dinâmicas e os estados resistivos devido a nucleação de vórtices cinemáticos (KVs) em amostras mesoscópicas supercondutoras com defeitos superficiais (blind slits). Estudos mostram que os KVs podem se nuclear mesmo em sistemas gapless, desde que blind slits sejam inseridas no mesmo. Estudos anteriores mostraram que os KVs são formados apenas numa estreita faixa de correntes. Por outro lado, em trabalhos recentes mostramos que, com a inserção de blind slits, a faixa de correntes onde há KVs se alarga, ou seja, conseguimos nuclear um regime de gap-like em um sistema gapless.
Palavras-chave: Vórtice cinemático, supercondutor mesoscópico, GTDGL, constrição.
1. Introdução
Os estados resistivos em materiais
supercondutores, quando estão sob corrente aplicada,
são caracterizados pelo surgimento de vórtices
cinemáticos. Estudos teóricos de KVs frequentemente
usam a equação generalizada de Ginzburg-Landau,
GTDGL[1,2]. Em tal teoria, há um parâmetro, 𝛾, que
está associado ao tempo de colisão inelástica dos
elétrons com a rede do material que, por sua vez, está
relacionada ao relaxamento e à viscosidade do
movimento dos portadores de carga no mar
supercondutor.
2. Formalismo teórico
Usamos as equações generalizadas de
Ginzburg-Landau dependentes do tempo, GTDGL,
propostas por Kramer e Watts-Tobin[3]. De forma geral,
nos supercondutores gapless é utilizado 𝛾 = 0 e para
os supercondutores gap-like 𝛾 ≠ 0. Inserimos um fator
nas equações para criar os defeitos na amostra. Estes
defeitos, por sua vez, simulam um supercondutor de
menor temperatura crítica, ou seja, formam uma
região onde o parâmetro de ordem do estado
supercondutor é degradado (o que chamamos por
blind slits, já que se assemelha a uma amostra real
com material mais raso do que o restante da matriz).
No presente trabalho, estudamos a dinâmica de pares
de vórtice e antivórtice cinemático (KVA) em
supercondutores mesoscópicos para 𝛾 = 0 e 𝛾 = 10.
As amostras estudadas consistem em duas faixas
supercondutoras, uma com dimensões de e outra com . O tamanho
dos contatos metálicos em ambas as amostras foram
de , sendo o comprimento de coerência em
T=0. Os defeitos, com largura de e profundidade
de , foram inseridos de forma simétrica e
assimétrica, tal como mostrado na Figura 1.
Figura 1: Esquema dos sistemas simulados.
3. Resultados e Discussão
Momentos antes do início da dinâmica KVA é
registrado um aumento local na densidade de corrente
e, com isso, uma degradação do estado
supercondutor, o que torna possível prever onde
ocorrerá a dinâmica. Ao deslocarmos a constrição na
amostra, também é observado o mesmo acúmulo de
correntes nas vizinhanças dos defeitos momentos
antes do início do estado resistivo, o que indica ser
uma das condições para que possa haver a dinâmica
KVA.
4. Conclusão
A constrição inserida artificialmente no
sistema favorece o surgimento da dinâmica de KVA.
Ao se deslocar a constrição obtemos uma dinâmica
KVA não convencional, deslocado do centro da
amostra.
5. Agradecimentos
À Fapesp, processo 2016/12390-6, e CAPES
pela bolsa de doutorado.
Referências [1] G. R. Berdiyorov, M. V. Milosevic, F. M. Peeters, Phys. Rev. B
79, 184506 (2009).
[2] A. He, C. Xue, H. Yong, Y. Zhou, Supercond. Sci. Technol. 29,
065014 (2016).
[3] L. Kramer and R. J. Watts-Tobin, Phys. Rev. Lett. 40, 1041
(1978).
53
SÍNTESE DE COMPÓSITOS DE BN/PANI/NF
Danilo F. Oliveira¹, Eliza S. Martin¹, José A. Molmonge¹.
¹Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” campus de Ilha Solteira-SP.
Autor correspondente: Danilo de Freitas Oliveira, [email protected].
Resumo
Materiais compósitos condutores despertam interesse pelas diversas aplicações, como em supercapacitores,
proteção contra descargas, blindagem eletromagnética, entre outras. Utilizando borracha natural, negro de fumo e a
partir da polimerização in situ da polianilina, obteve-se compósitos de BN/Pani/NF com condutividade da ordem de
10-5 S/cm, condutividade esta dentro dos valores aceitáveis para dissipadores eletrostáticos.
Palavras-chave: in situ, compósito, polianilina, negro de fumo.
1. Introdução
Materiais compósitos condutores há bastante
tempo despertam interesse científico devido à
interação desejada entre propriedades elétricas e
mecânicas. A polianilina (PAni) é um polímero
condutor muito utilizado na formação de compósitos
por ser quimicamente estável em seu estado dopado,
porém seu uso é limitado devido à baixa solubilidade
em solventes orgânicos. Atualmente, a polimerização
in situ da PAni¹ tem sido empregada por facilitar a
dispersão desse polímero condutor em outros
materiais¹,², incluindo resina e borrachas sintéticas.
A borracha natural (BN), é um polímero natural com
excelentes propriedades mecânicas como
elasticidade, flexibilidade, resistência à abrasão, entre
outras³. O negro de fumo (NF) são partículas
agregadas de carbono, e é utilizado em compósitos
como reforço mecânico ou como carga condutora.
Nesse sentido, esse trabalho propõe a
obtenção de compósitos BN/PAni/NF a partir da
polimerização in situ da PAni na presença do látex de
borracha natural (BN) e do negro de fumo (NF).
2. Material e Métodos
Para a síntese da PAni utilizou-se anilina (An),
ácido dodecil benzenosulfônico (DBSA), persulfato de
amônia (APS) e hidróxido de amônia (NH4OH), todos
obtidos da Sigma-Aldrich. O látex (LBN) foi extraído de
seringueiras (Hevea brasiliensis), clones RRIM 600,
da Fazenda Experimental da Unesp, campus de Ilha
Solteira. O NF foi obtido da PRINTEX.
Para obtenção dos compósitos, primeiramente
foi feito uma dispersão aquosa de NF, DBSA e An. Na
sequência, a dispersão foi adicionada ao LBN e a
polimerização foi iniciada com a adição do APS. Toda
síntese ocorreu em ambiente refrigerado ~ 5°C. A
razão usada em massa de BN/An e em mol de
An/APS/DBSA foram de 12:1 e 1:1,5:1,
respectivamente. As porcentagens utilizadas em
massa de NF, em relação à massa da An, foram de
10, 20, 30 e 40%. As medidas de condutividade
elétrica foram realizadas pelo método de duas pontas.
3. Resultados e Discussão
A condutividade elétrica para o compósito
BN/Na_12, foi de ~ 9x10-5 S/cm que é cerca de 9
ordens de grandeza maior em relação a condutividade
da BN pura. Para os compósitos contendo negro de
fumo um decréscimo de até uma ordem de grandeza
foi encontrado em relação a BN/Na_12. Este
decréscimo pode estar associado à adição das
partículas de NF que diminuíram a eficiência de
polimerização da anilina.
4. Conclusão
Compósitos de borracha natural contendo
negro de fumo e polianilina foram obtidas por meio da
polimerização da anilina in situ na presença do látex
de borracha natural e NF. Condutividade da ordem de
9 vezes maior do que a BN pura foi obtida, o que
habilita material para aplicações em dissipação de
cargas elétricas
5. Agradecimentos
Agradecemos a CAPES pela bolsa.
Referências [1] L.B. Kong, J. Zhang, J. J. An et al., J. Mater Sci, 42,3664, (2008).
[2] Y. Liu, M. Liu, Compos. sci. technol, 143,56-66, (2017).
[3] J. P. F. Santos, G. H. F. Melo, A. M. Gonçalves, J. A. Eiras, R. E.
S. Bretas, J. Appl. Polym. Sci., 135, 46650, (2018).
54
FABRICAÇÃO DE MOLDES PARA ENSAIO ACÚSTICO DE ESPUMA POLIURETANA (PUF)
Enio H. P. Silva; Guilherme Waldow; Guilherme I. Bueno; Romeu R. C. Da Costa.
Laboratório de materiais compósitos, Universidade Tecnológica federal do Paraná.
Autor correspondente: Guilherme Irigoyen Bueno, Cornélio Procópio - 86300-000, [email protected]
Resumo
Diante das inúmeras aplicações da espuma poliuretana (PUF) fica necessário caracterizar o seu comportamento
acústico. Para a realização do ensaio acústico são necessários dois modelos de corpos de prova (CDP’s), visando a
padronização dos CDPs foram produzidos dois moldes. A eficiência das moldagens foi analisada em relação a
desperdício de material, densidade dos CDP’s, dimensões e facilidade de desmoldagem. Os melhores resultados
foram obtidos nos moldes com saída de ar e posicionados inicialmente na vertical.
Palavras-chave: espuma, poliuretana, acústico, moldes.
1. Introdução
Devido suas propriedades mecânicas de baixa
condutividade térmica, baixa permeabilidade à
umidade e adequada resistência mecânica, as
espumas de poliuretana podem ser utilizadas como
revestimentos para a construção civil e isolamento
industrial e comercial [1].
A eficiência do material como isolante acústico
varia de acordo com a frequência da onda aplicada,
espessura do material testado, formato dos poros do
material, tamanho das células, densidade e espessura
das paredes [2]
Este trabalho visa a manufatura de dois moldes
que forma utilizados para a construção de corpos de
prova de espuma poliuretana (PUF) para o ensaio
acústico e avaliação dos mesmos.
2. Material e Métodos
Os corpos de prova devem ter o formato
cilíndrico com as dimensões especificadas de 29 mm
e 100 mm de diâmetro e com 10 mm de espessura [3].
A figura 1a mostra o primeiro molde produzido.
Esse possuía o corpo cilíndrico inteiriço, e duas
tampas que garantiam a dimensão final do corpo de
prova, todos os componentes foram fabricados em
aço SAE 1045.
Sendo necessário melhorias no processo de
produção, foi fabricado um novo modelo com as
mesmas dimensões finais dos CDP’s. O novo modelo
possuía o corpo bipartido e duas tampas que
garantiam a dimensão final do corpo de prova. O
molde definitivo pode ser visto na figura 1b.
A figura 1c mostra o molde para os corpos de
prova com dimensões finais de 100 mm de diâmetro e
10 mm de espessura. O corpo foi produzido a partir de
um único tarugo de aço SAE 1045, e para o
fechamento do molde, a tampa e a base foram
produzidas em Nylon.
Figura 1: Moldes fabricados. a) Molde 29 mm inteiriço.
b) Molde 29 mm bipartido. C) Molde 100 mm.
3. Resultados e Discussão
Os corpos de prova produzidos com o molde de
29 mm inteiriço na maioria das vezes apresentaram
bolhas no centro da superfície superior. Estas bolhas
ocorrem devido à falta de saída de ar. Esse problema
foi resolvido com a construção da segunda versão do
molde. Com o molde bipartido esses problemas foram
atenuados. O molde era posicionado verticalmente,
conforme figura 1b, e a junção na direção de
crescimento da PUF, o que evitava o enclausuramento
de bolhas. O molde de 100 mm foi utilizado da mesma
forma que descrito para o molde de 29 mm, o furo
para escape de ar foi posicionado na vertical.
4. Conclusão
Verificou-se uma melhora na eficiência de
construção dos corpos de prova quando eles foram
moldados e curados na vertical. A utilização do molde
inteiriço de 29 mm causou defeitos nos corpos de
prova. O molde de 100 mm apresentou resultados
satisfatórios na construção dos corpos de prova.
5. Agradecimentos
Agradecemos à Kehl, Alcoa e ao LMC que
possibilitaram a realização deste trabalho.
Referências [1] M. C. Silva; et al., Composites of Rigid Polyurethane Foam and
Cellulose Fiber Residue, Journal of Applied Polymer Science (2010).
[2] M. Bruneau; C. Potel. Materials and Acoustics Handbook.
London: John Wiley & Sons (2006).
[3] B. & Kjær, Impedance Tube Kit (50Hz–6.4kHz) Type4206.
Nærum: Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S (2016).
55
Obtenção de argamassas cimentícias com a inserção de hidrogéis de Pol iacri lamida (PAAm), Carboximeti lcelulose
(CMC) e nanoargi la do t ipo Cloisita Na +
Adhemar W. Filho1,2, Sabrina L.Cilli1, Jorge L.Akasaki3, Mauro M. Tashima3, Marcia R. de Moura1, Fauze A. Aouada1
1UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais,
Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil. 2Instituto Federal de São Paulo,
IFSP - Campus Presidente Epitácio, SP, Brasil.3 Departamento de Engenharia Civil, FEIS, Unesp, Ilha Solteira, SP,
Brasil. e-mail: [email protected]
Resumo
Os hidrogéis de poliacrilamida (PAAm) e polissacarídeo carboximetilcelulose (CMC) com adição de nanoargila do tipo
Cloisita-Na+ foram utilizados neste trabalho para uma análise comparativa das propriedades mecânicas de
argamassas cimentícias. Para tanto, estes hidrogéis foram sintetizados e utilizados, em diferentes concentrações, na
produção destas argamassas. As análises de resistência mecânica e densidade aparente foram realizadas nas
idades características de 7, 14 e 28 dias, para as amostras produzidas com 0, 0,5, 1 e 2,5% de hidrogel em relação a
massa de cimento. Os resultados demonstraram que as densidades aparentes não se alteraram significativamente
com o aumento das concentrações de hidrogel e tempo de cura. Com relação a resistência à compressão, observou-
se que as argamassas com menores concentrações de hidrogel demonstraram um desempenho mecânico
satisfatório, quando comparado com as demais amostras.
Palavras-chave: Hidrogel, construção civil, propriedade mecânica.
1. Introdução
Nos últimos anos, uma abordagem científica sobre
a aplicação de nanocompósitos híbridos em matrizes
cimentícias, possibilita a utilização de hidrogéis,
capazes de reter e agir como inclusões carregadas de
água e liberá-la de forma controlada, como uma
alternativa para alterar o comportamento reológico,
influenciar no procedimento de cura interna e melhorar
as propriedades mecânicas [1] de concretos e
argamassas. Nesse sentido, pesquisas recentes
destacam que a produção de compósitos e
nanocompósitos de matriz cimentícia são inovadoras
[2], principalmente ao que se refere ao controle sobre
a água na tecnologia de concreto. Este trabalho tem,
portanto, por objetivo analisar o efeito do teor desses
nanocompósitos híbridos sobre as propriedades
mecânicas de argamassas cimentícias em diferentes
tempos de cura.
2. Material e Métodos
Os hidrogéis de poliacrilamida (PAAm) e
polissacarídeo carboximetilcelulose (CMC) com adição
de nanoargila Cloisita-Na+ foram sintetizados para
serem utilizados nas moldagens de amostras de
argamassa (dosagem 1:2,16 e relação água/cimento =
0,48). A determinação da densidade aparente a partir
da relação massa/volume, e realização dos ensaios de
resistência à compressão axial foram realizados nas
idades de 7, 14 e 28 dias, para as amostras
produzidas com 0, 0,5, 1 e 2,5% de hidrogel em
relação a massa de cimento utilizada.
3. Resultados e Discussão
Para as argamassas produzidas com hidrogel, as
densidades aparentes não apresentaram variações
significativas com aumento das concentrações e
tempo de cura, apresentando um valor médio entorno
de 2,13 ± 0,02 g/cm³. Já a resistência à compressão
das argamassas com menores concentrações de
hidrogel (0,50%) demonstraram um desempenho
mecânico satisfatório, ou seja, um aumento de
resistência à compressão de aproximadamente 3,14%
aos 28 dias, quando comparado a amostra de
controle.
4. Conclusão
Foi possível concluir que o uso de hidrogéis em
argamassas pode influenciar suas propriedades
mecânicas sem prejudicar a densidade aparente,
devido a sua capacidade de liberação de água ao
longo do tempo e atuação como agente de cura
interna. Assim, tais nanocompósitos apresentam
potencialidade tecnológica para futuras aplicações na
construção civil.
5. Agradecimentos
CAPES, CNPq, FAPESP, IFSP e UNESP.
Referências [1] D. Snoeck.; L. Pel.;, N. De Belie. Scientific Reports 7, 9514,
(2017)
[2] Santos, J. C. dos, et.al. Química Nova, 39, 124-129, (2016).
56
EFEITO SALINO NOS PARÂMETROS CINÉTICOS DE BIONANOCOMPÓSITOS HÍBRIDOS
João Antonio F. Garcia; Fabrício N. Tanaka; Marcia R. de Moura; Fauze A. Aouada
UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos
(GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais, Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brazil.
e-mail: [email protected]
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo a avaliação dos parâmetros cinéticos n e k de absorção de água dos
bionanocompósitos constituídos de poliacrilamida, carboximetilcelulose e laponita RDS. Foram investigadas três
soluções salinas, cloreto de sódio (NaCl), cloreto de cálcio (CaCl2) e cloreto de alumínio (AlCl3). Os parâmetros
cinéticos foram determinados relacionando as massas seca e intumescida dos hidrogéis com 0 e 2 % de nanoargila.
Os resultados apresentaram uma influência significativa das soluções estudadas nos valores de n e k, sendo que, de
maneira geral o parâmetro n reduziu, enquanto que os valores de k aumentaram, comparado aos valores obtidos em
água destilada.
Palavras-chave: Hidrogéis, grau de intumescimento, acrilamida, carboximetilcelulose, nanoargila.
1. Introdução
Os hidrogéis são formados por polímeros que
passaram por um processo de reticulação de suas
cadeias poliméricas. [1] Dessa maneira, podem ser
obtidas diferentes formulações, unicamente ou por
combinações poliméricas, proporcionando assim
diferentes propriedades. Consequentemente, em
virtude dessas características os hidrogéis possuem
uma grande diversidade de aplicações, como na
medicina, farmácia e agricultura. [2] O objetivo desse
trabalho foi avaliar os parâmetros cinéticos n e k de
absorção de água de bionanocompósitos constituídos
de acrilamida, carboximetilcelulose e laponita RDS em
diferentes soluções salinas.
2. Material e Métodos
A síntese dos bionanocompósitos foi realizada
sob agitação magnética, na presença do reticulador
N´,N´-metilenobisacrilamida, catalisador TEMED e um
iniciador da polimerização persulfato de sódio. As
soluções salinas investigadas foram NaCl (0,0125 -
0,20 mol/L), CaCl2 (0,15 mol/L) e AlCl3 (0,15 mol/L).
Os parâmetros cinéticos n e k foram determinados
relacionando as massas seca e intumescida (em
tempos determinados) dos hidrogéis com 0 e 2 % de
nanoargila que foram inseridos nas soluções salinas.
3. Resultados e Discussão
Em relação às soluções de NaCl e CaCl2,
observou-se um pequeno decréscimo nos valores do
expoente difusional (n) em relação aos valores obtidos
em água destilada, se aproximando de um
comportamento Fickiano, apresentando maior
dificuldade da difusão da água para o hidrogel, que
pode ser relacionado com a compactação das cadeias
poliméricas. Já os valores de n para solução de AlCl3,
sofreram um decréscimo maior, aumentando a
dificuldade da difusão do solvente para o hidrogel, que
foi relacionado a presença dos íons trivalentes de Al3+,
aumentando também o fenômeno de compactação
das cadeias. Os valores do coeficiente difusional (k),
para todas as soluções salinas investigadas,
apresentaram um acréscimo em relação aos valores
obtidos em água destilada, ou seja, um aumento na
velocidade de difusão da água para o hidrogel, que foi
mais acentuado para solução de cloreto de alumínio,
novamente em virtude da valência dos cátions de Al3+.
4. Conclusão
A partir dos resultados obtidos, pode-se
concluir que os parâmetros cinéticos n e k podem ser
ajustados pelo meio de intumescimento, o que pode
aumentar a aplicabilidade desses nanocompósitos em
sistemas de liberação controlada
5. Agradecimentos
À FAPESP, CNPQ e CAPES principalmente,
pela concessão da bolsa de auxílio.
Referências [1] F. R. C. JUNIOR, M. R. de MOURA, F. A. AOUADA, J. Nanosci.
Nanotechnol 17, 1 (2017).
[2] D. W. S. Nascimento; M. R. de Moura; L. H. C. Mattoso; F. A.
Aouada J. Nanosci. Nanotechnol 16, 1. 2016.
57
Preparação de nanofibras magnéticas pelo método “ Solution Blow Spinning”
Samuel A. P. V. T. de Carvalho; Yasmim. J. Dias; Tiago C. Gimenes; Fernando R. de Paula.
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira- Unesp- Departamento de Física e Química
Autor correspondente: Samuel Alcides Pedroso Vilela Torres de Carvalho, [email protected].
Resumo
Neste trabalho foram produzidas nanofibras magnéticas de PVDF/Ni pelo método Solution Blow Spinning e
posteriormente as amostras foram caracterizadas de pelos equipamentos de raios-X e MEV .Foi possível observar a
incorporação de Ni nas nanofibras de PVDF por meio da técnica de raios-X podendo assim confirmar a incorporação
de Ni nas amostras. As nanofibras produzidas foram com uma morfologia homogênea e sem uma orientação
preferencial.
Palavras Chave: Fiação por sopro em solução, Nanofibras e Níquel.
1. Introdução
O desenvolvimento em nanomateriais tem
atraído grande importância por suas propriedades
físicas em escalas nanométricas serem
completamente distintas das moléculas e sólidos
cristalinos (1). Uma técnica desenvolvida
recentemente por Medeiros et al. (2), chamada fiação
por sopro em solução (FSS), esta tem como intuito
produzir micro e nanofibras com diâmetros
semelhantes às fibras produzidas por processos de
eletrofiação, no entanto sem uso de altas tensões. As
nanofibras magnéticas estão sendo bastante visadas
ultimamente pelas suas aplicações em sensores e
principalmente em águas poluídas com metais . Neste
contexto, foram produzidas e caracterizadas
nanofibras magnéticas de PVDF/Ni pela técnica
Solution Blow Spinning
2. Material e Métodos
Na preparação das nanofibras foi utilizada no
preparo da solução, 1 g de PVDF e 5 mL de DMF
(dimetilformamida) à temperatura de 70 °C.
Posteriormente foi adicionado na solução
nanopartículas de Ni (100 nm de diâmetro) nas
seguintes concentrações: 0,01; 0,03; 0,05; 0,07 e 0,1
g. Em seguida foi realizado o processo de fiação por
sopro em solução.
3. Resultados e Discussão
Por meio do difratograma de raios-X da
amostra contendo 0,03 g de nanopartículas de Ni ,que
é mostrado na Fig. 01a foi possível observar que os
picos localizados em 44,56° e 51,92° correspondem
aos do Ni. Já os localizados em 18,40° e 20,16°
representam as fases α e β do PVDF (2). As imagens
obtidas por MEV (Fig. 01b) permitiu-se detectar
nanofibras com morfologias homogêneas e lisas.
Figura 01: (a) Difratograma de raios-X da
amostra contendo 0,03 g de nanopartículas de Ni e (b)
Micrografias das nanofibras de PVDF/Ni.
4. Conclusão
A nova técnica de FSS possibilitou a
preparação de nanofibras magnéticas PVDF/Ni, com
morfologias homogêneas, lisas, aleatoriamente
dispersas. Devido a essas características as possíveis
aplicações dessas nanofibras magnéticas são
sensores magnéticos, imãs flexíveis e filtragem de
águas poluídas com metais.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem à FAPESP, ao CNPq e
à CAPES pelo auxílio financeiro prestado.
Referências
[1] Yu S, Zheng W, Yu W, Zhang Y, Jiang Q, Zhao Z.
Macromolecules. 2009, 42, 8870-8874.
[2] E.S. Medeiros, G.M. Glenn, A.P. Klamczynski, W.J.
Orts, L.H.C. Mattoso. Wiley InterScience. 2009, 113, 2322–2330.
58
Resistência Elétrica em Compósito Piezoresistivo PDMS-Cu.
Fabian Castro1; Eliraldrin de Sousa2; Weslin Savaris1; Jose Antonio Malmonge2; Aparecido Augusto de Carvalho1
UNESP – Universidade Estadual Paulista, Câmpus de Ilha Solteira. 1PPGEE; 2PPGCM.
Autor correspondente: Fabian Castro, [email protected].
Resumo
Compósitos piezoresistivos são amplamente utilizados no desenvolvimento de sensores. Neste trabalho são apresentadas as curvas de resistência elétrica de compósitos PDMS-Cu ao serem submetidos a forças de compressão. Objetiva-se utilizar este tipo de compósito como transdutor em um baropodômetro. Palavras-chave: compósito piezoresistivo, PDMS-Cu, resistência.
1. Introdução
Atualmente são desenvolvidas variadas
pesquisas à procura de sensores tácteis que permitam
mensurar forças axiais [1]. Compósitos piezoresistivos
são sistemas feitos de um material isolante e
partículas condutivas que quando comprimidos a sua
resistividade elétrica diminui [2-3]. Visando o
desenvolvimento de um baropodômetro, propõe-se a
utilização de um compósito piezoresistivo de cobre e o
elastômetro PDMS (Polidimetilsiloxano) (PDMS-Cu).
2. Material e Métodos
2.1 Fabricação
O compósito piezoresistivo Cu-PDMS é feito do
elastômetro bi-componente Sylgard 184 (base e
agente de cura 10:1) e pó de cobre eletrolítico
dendrítico com densidade 1,07 g/cm3 fornecido pela
empresa BRUTT Indústria Metalúrgica.
Inicialmente o pó de cobre é misturado com a
matriz elastomérica com relação 275 phr. A mistura foi
feita manualmente por 2 min, em seguida é adicionado
o agente de cura continuando a mistura por mais 30
min para obter uma dispersão homogênea das
partículas condutoras elétricas dentro da matriz
elastomérica. O material obtido após o processo de
mistura é despejado uniformemente sobre um molde
acrílico, que permanece por 1 h na câmara de vácuo e
finalmente é curado por 3 h a 75 oC no forno
previamente aquecido.
2.2 Caracterização de Piezoresistência
Caracterizou-se um compósito de 9 cm2
utilizando o método de leitura matricial através de uma
conexão de 3 linhas e 3 colunas com total de 9
sensels. A área ativa de cada sensel é 25 mm2.
Ao aplicar pressões homogêneas sobre os 9
sensels, é possível obter 9 curvas características da
amostra que, na média, caracterizam a resposta geral
do sensor. Esta metodologia é aplicada em sistemas
de calibração de equipamentos comerciais.
3. Resultados e Discussão
Como esperado, ao exercer forças de
compressão, as partículas condutoras ficaram mais
próximas umas da outras, permitindo a diminuição da
resistência elétrica do material. Na Fig. 1 são
apresentadas as curvas de resistência elétrica de
compósitos piezoresistivos com 275 phr, onde é
possível observar que quanto maior a pressão sobre a
amostra menor a resistência elétrica do mesmo. É
importante ressaltar que a espessura do compósito
influencia a resposta do mesmo.
Fig. 1 - Resposta piezoresistiva compósito PDMS-Cu com 275
phr.
4. Conclusão
Desenvolveu-se um compósito piezoresistivo de
PDMS-Cu com resposta logarítmica na faixa 3-0,1 MΩ
e sob pressões na faixa de 0-0,33 MPa. Assim, o
compósito pode ser utilizado como transdutor em
variadas aplicações onde seja necessário mensurar
forças axiais como no caso do baropodômetro.
Referências [1] S. Stassi et al., Flexible Tactile Sensing Based on Piezoresistive
Composites: A Review, Sensors 14 (2014).
[2] T. Zhai, D. Li, H. Xia, Piezoresistive and compression resistance
relaxation behavior of water blown carbon nanotube/polyurethane
composite foam, Composites: Part A 72 (2015).
[3] S. Ding et al., Pressure-sensitive behaviors, mechanisms and
model of field assisted quantum tunneling composites, Polymer 113
(2017).
59
Microtubos fotocatalíticos de TiO2 processados pela técnica de Fiação por
Sopro em Solução
Tiago C. Gimenes1; Fernando R. de Paula1; Édna R. Espada2.
(1) Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, SP, Brasil.
(2) Instituto de Física de São Carlos, SP, Brasil.
Autor correspondente: Tiago C. Gimenes, [email protected].
Resumo
Microtubos de TiO2 foram obtidos com êxito após tratamento térmico das nanofibras de PVDF/TiP, processadas pela
técnica de FSS. A morfologia e a estrutura dos microtubos obtidos, foram investigadas através das técnicas de
microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. Os microtubos apresentaram uma morfologia
contínua e uniforme, constituída por grãos interligados. O difratograma dos microtubos de TiO2 apresentaram o pico
característico da fase anatase do TiO2, representado por 2θ = 25,3°. As propriedades fotocatalíticas dos microtubos
também foram avaliadas, apresentando a degradação de 72% do corante após 120 min de irradiação. A atividade
fotocatalítica é especialmente importante para aplicações como purificação de ar, remediação de resíduos perigosos
e purificação de água.
Palavras-chave: Fiação por sopro em solução, Microtubos de TiO2, Propriedades Fotocatalíticas.
1. Introdução
Materiais nanofibrosos passaram a serem
investigados devido as suas propriedades como área
superficial elevada, alto desempenho, como rigidez e
resistência a tração1. Dentre as técnicas de
processamento de fibras poliméricas, a técnica de
Fiação por Sopro em Solução (FSS), foi desenvolvida
com o intuito de descrever um novo processo de
extrusão por sopro, com capacidade de produzir micro
e nanofibras semelhantes as fibras produzidas pela
técnica de eletrofiação, no entanto, sem o uso de altas
tensões2. Devido as propriedades das nanofibras,
esses materiais estão sendo utilizados nas mais
diversas aplicações, como em cicatrização de pele e
regeneração de nervos. Porém, nanofibras com
propriedades fotocatalíticas, também podem ser
utilizadas para purificação de ar, remediação de
resíduos perigosos e purificação de água3.
2. Material e Métodos
Inicialmente, dissolve-se 1,0 g de poli(fluoreto de
vinilideno) (PVDF) em 5 ml de dimetilformamida
(DMF), a uma temperatura de 70 °C sobre agitação
constante, durante uma hora. A solução obtida foi
resfriada à temperatura ambiente, aproximadamente
25 °C. Após obter a solução de PVDF/DMF,
adiciona-se 1,0 mL de isopropóxido de titânio (TiP). A
solução resultante foi processada pela técnica de
FSS, obtendo-se nanofibra de PVDF/TiP. Em seguida,
essas nanofibras foram tratadas termicamente a
600 °C, para total eliminação da parte orgânica.
3. Resultados e Discussão
A morfologia e a estrutura das nanofibras tratadas
termicamente, foram investigadas pela técnica de
microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração
de raios X. As micrografias ilustraram a obtenção de
microtubos com morfologia contínua, uniforme,
constituída por grãos interligados e com diâmetros em
torno de 1,9 mµ. O difratograma de raios X,
apresentou picos característicos somente do TiO2,
fase anatase, caracterizada por 2θ = 25,3°. A atividade
fotocatalítica foi avaliada pelo monitoramento da
degradação do corante Rodamina B em solução
aquosa, induzida após exposição à luz UV, na
presença de microtubos de TiO2. Após 120 min de
irradiação, degradou-se aproximadamente 72% do
corante.
4. Conclusão
A técnica de FSS, demonstrou eficácia na
obtenção de nanofibras. Foram obtidos microtubos
fotocatalíticos de TiO2 pós tratamento térmico das
nanofibras de PVDF/TiP. Esses microtubos podem ser
utilizados na purificação de ar, remediação de
resíduos perigosos e purificação de água.
5. Agradecimentos
Agradecemos a Universidade Estadual Paulista “UNESP” -
Campus de Ilha Solteira e a agência de fomento CAPES, pelo apoio
financeiro.
Referências [1] M. G. Gupta, M. A. Tripathi, Chinese Science Bulletin, v. 56, n. 16, p. 1639-1657, 2011. [2] Z. M. Huang, Composites science and technology, v. 63, n. 15, p. 2223-2253, 2003. [3] U. Diebold, Surface Science Reports, p.53-229, 2003.
60
VALORIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES ATIVAS DE BIOFILMES CONTENDO CELULOSE
BACTERIANA NANOFIBRILADA
Kely S. Bonfim1; Fauze A. Aouada1; Henriette M. C. de Azeredo2; Márcia R. de Moura1
1 UNESP - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Ilha Solteira, SP, Brasil.
2 EMBRAPA Instrumentação, São Carlos, SP, Brasil.
Autor correspondente: [email protected].
Resumo
A utilização de biopolímeros para produção de embalagens ativas e sustentáveis tem despertado grande interesse
nos últimos anos devido a sua biodegradabilidade. A celulose é o biopolímero mais abundante do mundo, e pode ser
dividida em duas classes: celulose vegetal e celulose bacteriana (CB), que é livre de impurezas e apresenta
excelente biocompatibilidade, alta elasticidade, resistência e elevada área superficial. Diante disso, o presente
trabalho tem como objetivo principal utilizar nanofibras de celulose bacteriana e óleo essencial para a preparação de
biofilmes comestíveis ativos mais hidrofóbicos que os filmes convencionais.
Palavras-chave: Biofilmes comestíveis, celulose bacteriana, embalagens.
5. Introdução
O setor de embalagens tornou-se a 3ª maior
indústria do mundo. Suas principais funções são:
contenção, proteção e preservação, durante a
distribuição e o armazenamento, de condições
internas e externas desfavoráveis. Os polímeros de
fontes não renováveis são os mais utilizados na
produção dessas embalagens, causando graves
impactos ambientais, pois não são biodegradáveis e
são difíceis de reciclar. Nesse contexto, os
biopolímeros são uma alternativa sustentável para a
produção de embalagens ativas e biofilmes
comestíveis [1]. A celulose (C6H10O5)n é o biopolímero
mais abundante do mundo, e pode ser dividida em
duas classes: celulose vegetal e celulose bacteriana
(CB), que é livre de impurezas encontradas na vegetal
[2]. Dentre as propriedades da CB, destacam-se: alta
elasticidade, resistência, flexibilidade e pureza
química, excelente biocompatibilidade e
biodegradabilidade, alto grau de polimerização e
elevada área superficial, o que confere a esse
biopolímero um caráter higroscópico, permitindo a
retenção de água e prevenindo a desidratação do
substrato [3]. A CB é um biopolímero adequado para
uso em embalagens e filmes comestíveis, pois é
reconhecida como segura pela Food and Drug
Administration (FDA). Em vista do que foi
supramencionado, pretende-se desenvolver biofilmes
ativos, mais hidrofóbicos que os convencionais,
visando a sua aplicação no setor alimentício.
6. Materiais e Métodos
• Obtenção de nanofibras de celulose
bacteriana (NFCB)
As membranas de CB serão fragmentadas
mecanicamente e submetidas à agitação vigorosa em
dispersor mecânico de alta energia a fim de obter
suspensões de NFCB.
• Preparo dos filmes
Os filmes serão preparados pelo método de “casting”,
que consiste em uma solução coloidal composta por
água, NFCB e óleo essencial.
• Técnicas utilizadas
Determinação de espessura, propriedades mecânicas,
solubilidade em água, molhabilidade, WVP
(permeabilidade ao vapor de água), FTIR
(Espectroscopia na Região do Infravermelho com
Transformada de Fourier), MEV (Microscopia
Eletrônica de Varredura), DRX (Difratometria de
Raios-X), TG (Termogravimetria) e DSC (Calorimetria
Exploratória Diferencial).
7. Resultados e Discussão
Pretende-se formar biofilmes com maior
hidrofobicidade que os convencionais, melhorar suas
propriedades mecânicas, tornando-os mais resistentes
e favorecendo a sua aplicação no setor de alimentos.
8. Agradecimentos
Os autores agradecem a UNESP, CAPES,
CNPQ e a Embrapa Instrumentação de São Carlos.
Referências
[1] C. Silvestre, D. Duraccio, S. Cimmino, Progress in Polymer
Science 36, 12 (2011)
[2] A. L. Míssio et al., Journal of Cleaner Production 184, (2018)
[3] H. M. C. Azeredo, M. F. Rosa, L. H. C. Mattoso, Industrial Crops
and Products, 97, (2017)
61
SÍNTESE DE LACTONAS QUINOLINICAS
Ana P. R. Pissurno; Wellington N. Tondato; Rosangela S. Laurentiz
Departamento de Física e Química, UNESP - Universidade Estadual Paulista - Faculdade de Engenharia de Ilha
Solteira
Autor correspondente: Ana Paula da Rocha Pissurno, [email protected]
Resumo
Compostos contendo o núcleo quinolínico apresentam inúmeras propriedades biológicas e estão presentes em muitos fármacos utilizados atualmente contra malária, doenças coronárias e alergias. Existem inúmeras rotas sintéticas para a obtenção de derivados de quinolinas, entretanto, muitas delas são limitadas pelos materiais de partida utilizados e outras não se aplicam, por exemplo, à síntese dos compostos alvos desse trabalho que são lactonas quinolínicas, análogas a lignanas biologicamente ativas Palavras-chave: Síntese Orgânica, Lactonas Quinolínicas, Micro-ondas, Reação Dominó.
1. Introdução
A combinação de grupos farmacofóricos de
diferentes substâncias bioativas pode produzir uma
nova molécula híbrida com melhor eficácia biológica e
afinidade, um perfil de seletividade modificado e
modos de ação diferentes e / ou duplos, podendo
reduzir os efeitos colaterais indesejáveis [1]. A
combinação de núcleos lactônicos e quinolinicos,
proporciona as lactonas quinolínicas, que são azo-
análogos de lignanas arilnaftalênicas. Apesar da
importância biológica e sintética destes compostos,
existem poucas publicações relatando sínteses
eficientes para obtenção desses derivados azo [2,3].
Portanto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar, de
forma mais eficiente, lactonas quinolinicas através de
uma reação de dominó iniciada pela reação assistida
por MO entre o ácido tetrônico e a 3,4-dimetoxi anilina
em acetonitrila.
2. Material e Métodos
A síntese para a obtenção das lactonas
quinolinicas (5) se inicia de uma reação de dominó
iniciada pela reação assistida por MO entre o ácido
tetrônico (1) e a 3,4-dimetoxi anilina (2) em acetonitrila
(CH3CN). Após a formação do intermediário 4-azo-
butenolida (3)[4], o ácido trifluoroacético (TFA) e o
aldeído aromático (4) foram adicionados no vaso
reativo. Os derivados 5a-e foram obtidos em
rendimento variando de 80 a 90% (Esquema 1) num
tempo total de reação de 1 hora.
Esquema 1. Rota sintética para obtenção de 5
3. Resultados e Discussão
Quando apenas o TFA foi usado, a reação
ocorreu lentamente com rendimentos menores que
50% e formação de vários subprodutos. Outros ácidos
também foram avaliados, mas os resultados não
foram satisfatórios. O uso da mistura CH3CN / TFA (2:
1) diminuiu o tempo de reação e favoreceu o processo
de oxidação do intermediário. Após a determinação da
melhor condição de reação, foi aplicada a outros
aldeídos aromáticos (Tabela 1).
Tabela 1. Resultado das reações de obtenção das
lactonas quinolínicas (5a-e)
Entrada Grupo R nos
aldeídos Produto Rendimento (%)
1 4-OBn-3-OCH3 (4a) 5a 82
2 3,4-OCH2O (4b) 5b 78
3 3,4-OCH3 (4c) 5c 75
4a 4- F (4d) 5d 55
5 3-OH (4e) 5e 72
Reagentes e condições: Ácido tetrônico1 (0,25 mmol), 3,4-
dimetoxi anilina 2 (0,25 mmol), 4a-e-(0,25 mmol) e solvente
(3mL: 2mL de acetonitrila e 1mL de TFA). a Presença de dihidroquinolina in 15%.
4. Conclusão
A vantagem dessa rota sintética em relação à
descrita na literatura3 é a de que não é necessário o
uso de um agente oxidante forte. Além disso, esta rota
fornece o produto desejado de forma mais rápida e
eficiente.
Referências [1]Viegas-Junior C. et.al. Current Medicinal Chemistry, 2007, 14,
1829.
[2] Ogiku, T. et.al. Tetrahedron Letters, 1990, 38, 5487.
[3]Hitotsuyanagi, Y. et.al. Tetrahedron Letters,1997, 48, 8295.
[4]Pissurno, A. P. R; Laurentiz, R.S. Synthetic Communications,
2017, 47, 1874
5. Agradecimentos
62
Desenvolvimento de metodologia para obtenção de hidrogéis condutores
Denis W. S. Nascimento1; Eliza S. Martins2; Marcia R. de Moura1; José A. Malmonge2; Fauze A. Aouada1
1 Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos (GCNH).2 Grupo de Polímeros (GPol), UNESP - Universidade
Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação
em Ciência dos Materiais, Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil.
e-mail: [email protected]
Resumo
Neste trabalho foi estudado a influência da adição do polímero condutor PAni na matriz de hidrogéis a base de PAAm
e CMC, para o processo de definição de metodologia e continuidade da pesquisa. Os resultados mostraram que
houve a incorporação da PAni e que os hidrogéis obtidos apresentaram propriedades elétricas distintas dependendo
da metodologia empregada, no qual podem proporcionar possíveis aplicações tecnológicas para o material.
Palavras-chave: hidrogéis eletroativos, propriedades elétricas, método 4 pontas, polianilina.
1. Introdução
Hidrogéis eletroativos são materiais
poliméricos reticulados[1] e podem ser obtidos por
meio de incorporação de polímeros condutores na
matriz do hidrogel[2]. Estes possuem a característica
de possibilitar o transporte de corrente elétrica, o que
proporciona uma potencialidade para aplicações
tecnológicas, sendo que suas propriedades podem ser
variadas e controladas ajustando as condições de
síntese, mais especificamente o agente dopante do
polímero condutor. O objetivo do presente trabalho foi
desenvolver metodologia adequada para obter
hidrogéis poliméricos condutores por meio de adição
de polianilina.
2. Material e Métodos
As medidas de condutividade elétrica foram
realizadas por meio do método quatro pontas,
aplicado em hidrogéis obtidos por duas metodologias
distintas de síntese. Desta forma, hidrogéis de
poliacrilamida (PAAm) e carboximetilcelulose (CMC)
foram sintetizados por meio de
polimerização/reticulação química seguindo o método
descrito por Nascimento et al[3]. Posteriormente os
hidrogéis secos foram intumescidos em solução de
HCl e monômero de anilina sob agitação magnética e
então transferidos para solução de iniciador
(NH4)2S2O8 em dois procedimentos distintos. Para
cada hidrogel o valor da condutividade elétrica (σ) foi
calculada utilizando a equação (1).
Onde 0,22 é uma constante dependente da disposição
das pontas do instrumento de medida, I é a corrente
transportada pelo material, L é a espessura das
amostras e V é a tensão medida pelo voltímetro.
3. Resultados e Discussão
Os valores de condutividade para os hidrogéis
1 e 2 (obtidos por 2 metodologias distintas),
submetidos a aplicação de duas correntes, estão
dispostos na tabela abaixo. Observa-se que a
metodologia de síntese influenciou nos valores de
condutividade elétrica, sendo altamente desejável
nesse momento do projeto.
Tabela 1: Valores da condutividade elétrica de hidrogéis com PAni.
Hidrogel Espessura (cm) I (µA) V (V) σ (S/cm)
1 0,1363 1 4.10-3 4,0.10-04
1 0,1363 3 11.10-3 4,4.10-04
2 0,1324 1 5.10-3 3,3.10-04
2 0,1324 3 15.10-3 3,3.10-04
4. Conclusão
Foram obtidos hidrogéis onde houve a
incorporação do polímero condutor PAni na matriz
reticulada, proporcionando a definição metodológica,
visando futuro estudo para a melhoria das
propriedades do material. Ainda, podemos notar que
os hidrogéis apresentam propriedades elétricas
interessantes para possíveis aplicações tecnológicas,
apresentando características de semicondutores.
5. Agradecimentos
UNESP, Capes, CNPq e Fapesp.
Referências [1] S. R. Shirsath, A. P. Hage, M. Zhou, S. H. Sonawane e M.
Ashokkumar, Desalination, 429 (2014)
[2] R. Prabhaka, D. KUMAR, Experimental, 14 (2015)
[3] D. W. S . NASCIMENTO, M. R. MOURA, MATTOSO, L. H. C. F.
A. AOUADA, Experimental (2017)
(1)
63
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE POLIURETANO VEGETAL E
FIBRA DE ALGODÃO
Ana P. de Moura1, Emiliano B. Almendro1, Amanda A. X. da Silva1, Flaminio C. P. Sales1, Ênio H. P. da Silva1, Romeu R. C. da Costa1
1- Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)- Departamento de Engenharia Mecânica
Resumo
O objetivo deste trabalho é utilizar fibras de algodão tratadas com NaOH como material de reforço em materiais
compósitos poliméricos utilizando o poliuretano de origem vegetal como matriz. Os compósitos foram desenvolvidos
realizando a intercalação de resina de poliuretano com sete camadas de fibras de algodão orientadas a ±45°. Os
compósitos foram avaliados mediante a imagens de MEV e ensaios mecânicos que mostraram que as amostras
tratadas apresentaram melhora no módulo de elasticidade e diminuição na tensão máxima.
Palavras-chave: compósitos, poliuretano vegetal, fibra de algodão.
1. Introdução
Compósitos que utilizam fibras naturais como
carga de reforço, e polímeros biodegradáveis como
matriz, são considerados materiais ambientalmente
amigáveis1. Estudos demonstram que as fibras de
origem vegetal têm um impacto muito pequeno sobre
o meio ambiente, quando comparadas com o das
fibras sintéticas1,2. A incorporação de fibras vegetais
em polímeros vem sendo estudada devido a fatores
tais como: aumento do módulo de elasticidade e
resistência mecânica, além de reduzir o peso do
produto final2. Nesse contexto, o objetivo deste
trabalho é realizar um estudo do comportamento
mecânico e morfológico do compósito composto com
matriz de poliuretano derivada de óleos vegetais (PU)
dopados com trihidrato de alumina (ATH) e reforçado
com tecido de fibra de algodão hidratado (FA) tratado
com 10% de hidróxido de Sódio (NaOH).
2. Material e Métodos
A polimerização da matriz de PU foi realizada
utilizando uma mistura de reagentes de óleo vegetal
(gentilmente fornecido por Kehl) numa relação de 1:1.
O reforço foi feito por 7 (sete) camadas de FA
unidirecional que foram lavadas e tratadas com NaOH
a 10%. Para o fabrico dos compósitos, um saco de
vácuo foi feito em uma mesa de vidro, de modo que a
intercalação de resina poderia ser realizada com as
fibras de algodão. O compósito permaneceu no vácuo
por 24 horas. Posteriormente, estes espécimes foram
orientados a ±45º, de acordo com ASTM D3039
/D3039M-14 para testes de tração que foram
realizados no equipamento: máquina universal de
ensaios WDW-100E. As morfologias das amostras
foram verificadas por meio de um microscópio modelo
SEM -EVO MA 15 .
3. Resultados e Discussão
Ensaios de tração foram realizados em 3
CDP’s para cada amostra em estudo.
Na Tabela 1, estão apresentados os valores
de tensão máxima média alcançada (σmáx) e o
módulo de elasticidade (E) para as amostras: PU
aditivada com 30% ATH reforçada com 7 camadas
de fibra (PU+7FA±45º) e PU aditivada com 30% ATH
reforçada com 7 camadas de fibra e tratada com
10% NaOH (PU + 7FA ±45º + NaOH).
Tabela 1- Propriedades mecânicas dos compósitos de
PU+7FA±45º e PU+7FA±45º+NaOH.
Como pode ser visto na Tabela 1, o
tratamento da fibra com NaOH promoveu uma ligeira
melhora no módulo de elasticidade (E) e uma tensão
máxima inferior (σmáx). Isso ocorreu, pois, o
tratamento com NaOH provocou uma maior interação
entre fibra e matriz acarretando um aumento no
módulo de elasticidade. Porém o tratamento da fibra
gerou uma maior quantidade de poros no nosso
material provocando uma diminuição na tensão
máxima encontrada, isso foi visto e analisado, através
de imagens de MEV realizadas para ambas amostras
em estudos.
4. Conclusão
O tratamento da fibra de algodão com NaOH
fez com que ocorresse uma melhora na interação
entre fibra e matrix que foi comprovada por ensaios
mecânicos e caracterização morfológica.
5. Agradecimentos
CAPES, CNPq, empresa Kehl, Toalhas São
Carlos, CMCM da UTFPr-CT.
Referências [1] N. Stark. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 14, 421-
432 (2001).
[2] C. A. Correa,; C. N. P. Fonseca, S Neves. Polímeros: Ciência e
Tecnologia, 13, 154-165 (2003).
COMPÓSITOS E (GPa) σmáx (MPa)
PU+7FA±45º 2,425 19,792
PU+7FA±45º+NAOH 2,582 18,213
64
Aplicação de nanopartículas poliméricas na liberação controlada do extrato
etanólico de Pouteria gardneriana Radlk para o estudo de
toxicidade in vi tro aplicada ao carrapato
Priscila F. P. Barbosa1; Rômulo D. A. Andrade2; Devaney R. Do Carmo1
1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química, Ilha solteira, SP, Brasil 2Instituto Federal de Goiás (IFG), Dep. de Química, Luziânia, GO, Brasil.
Autor correspondente: Priscila Fernanda Pereira Barbosa, [email protected].
Resumo
Este estudo foi realizado com o intuito de avaliar a ação acaricida do extrato vegetal da espécie Pouteria gardneriana
Radlk, adsorvido em nanopartículas de quitosana e a sua toxicidade no carrapato Riphicephalus (Boophilus)
microplus. As folhas da espécie foram maceradas a frio em etanol. As nanopartículas de quitosana foram obtidas
pelo método de inversão de fases. Analises de titulação condutimétrica e caracterizações do tipo UV-Vis, FTIR e Mev
foram realizadas a fim de verificar a capacidade ancorante do material e a morfologia do material produzido.
Utilizaram-se fêmeas engorgitadas do carrapato para o teste in vitro em cinco tratamentos. O material apresentou a
capacidade de ancorar e liberar o princípio ativo entre regiões de pH 5 e 7, além de reduzir a massa de ovos em 90%
quando comparado ao controle.
Palavras-chave: Acaricida, Carrapato, Quitosana, Liberação controlada.
1. Introdução
O carrapato Riphicephalus (Boophilus)
microplus é considerado o principal parasita de
bovinos e responsável pela diminuição da
produtividade, acarretando em prejuízos estimados
em 2 bilhões de dólares por ano (Junior & Oliveira,
2005). A guapeva é um arvore de grande porte
pertencente á família das Sapótaceas e ao gênero
Pouteria. Seus metabolitos secundários mais
abundantes são os compostos fenólicos, destacando-
se os taninos (Rocha et al., 2011). Sabe-se que os
taninos são moléculas muito reativas e que
apresentam atividade toxicológica para algumas
espécies de insetos. A quitosana é um biopolímero
biodegradável, biocompatível, não tóxico, um produto
de baixo custo e sua aplicação no campo de adsorção
tem crescido cada vez mais.
2. Material e Métodos
As folhas da espécie vegetal foram coletadas,
secas e maceradas com o solvente etanol. As
nanopartículas de quitosana foram produzidas pelo
método de inversão de fases. Após a síntese, o
material foi solubilizado em solução ácida para o teste
de titulação condutimétrica. Durante o teste alíquotas
foram coletadas a cada mudança de condutividade da
solução e as mesmas foram caracterizadas por UV-
Vis, FTIR e Mev. No teste in vitro, dez teleóginas
foram previamente selecionadas, submetidas aos
tratamentos controle, extrato bruto e diluições de 0,2;
0,4 e 1% (v/v) e acondicionadas em placas de petri,
em estufa BOD (28 ± 1°C, 80% de humidade).
Observou-se os parâmetros de mortalidade, redução
na massa de ovos e eclosão larval.
3. Resultados e Discussão
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
40
60
80
100
pH1,97 cond 6,36
pH 4,42cond 4,56
pH 5,13 cond 4,57
pH5,68 cond 4,64
pH10,55 cond 4,82
pH 12,04 cond 5,68
pH12,05 cond 5,71
pH12,06 cond 5,72
pH12,21 cond 5,72
extrato guapeva
nanoesfera
nanoesfera + extrato
solução de quitosana
3339
Tra
nsm
itância
(%
)
Número de onda (cm-1)
1639
Figura 1. Espectros vibracionais na região do infravermelho das
alíquotas coletadas no teste de titulação condutimétrica.
Na figura 1 observa-se que os picos
característicos das regiões 3500,1600 e 1000 cm-1
sofrem aumento e diminuição de intensidade de
transmitância devido as interações ocorridas entre a
superfície do polímero e as moléculas do extrato. A
diminuição na intensidade das bandas de UV foram
evidencias para as alíquotas de pH 6,70 e 7,95,
momento em que os grupos amina desprotonam,
liberando as moléculas do ativo. Na diluição de 0,4%
todos os indivíduos morreram antes da desova e nas
demais diluições, a massa dos ovos diminuía a
medida que a concentração do ativo aumentava. O
método de síntese do material permitiu a formação de
nanoesferas.
4. Conclusão
O método de produção de nanopartículas, a
aplicabilidade da quitosana como material ancorante e
no estudo de liberação controlada mostraram-se
eficazes. Além da atividade acaricida do extrato
vegetal no controle do carrapato.
Referências [1] D. A. C. Junior, P. R. Oliveira, Ciência. Rural 35, 6, (2005).
[2] W.S. Rocha, R. M. Lopes, D.B. Silva, R.F. Viera, J.P. Silva, T. S.
Agnostini-Costa, Rev. Bras. Frutic. 33, 4, (2011).
65
UTILIZAÇÃO DE UMA ABORDAGEM AUTOMATIZADA PARA IDENTIFICAR PROPRIEDADES
ÓPTICAS DE SEMICONDUTORES
Paulo A. Nardi1, Ana P. de Moura1, Fauze A.Aouada2 1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) - Cornélio Procópio 2. Universidade Estadual Paulista (UNESP) - Ilha Solteira
Resumo
O interesse em estudar os semicondutores vem do fato de que suas propriedades eletrônicas e químicas são únicas.
O objetivo deste trabalho foi utilizar uma ferramenta (Apolom) para identificar, de maneira automatizada e precisa, o
valor de band gap e simular em que região o material apresentará ou não propriedades luminescentes.
Palavras-chave: semicondutores, Apolom, Abordagem Automatizada.
1. Introdução
Materiais semicondutores nanoestruturados
tornaram-se estudo de várias áreas dentro da ciência
nos últimos anos. O interesse em estudar os
semicondutores vem do fato de que suas
propriedades eletrônicas e químicas apresentam
potencial de uso nas mais diversas áreas e linhas de
pesquisa1. Análises de materiais semicondutores são
realizadas para identificar propriedades relevantes
como: fotocatalítico, óptico, luminescente e dielétrico.
A identificação de propriedades relevantes ainda é
realizada manualmente, o que leva a uma análise
dispendiosa e propensa a erros. Neste trabalho,
tivemos como objetivo utilizar uma ferramenta de
automatização chamada Apolom para a identificação
de band gap e região de emissão luminescente do
semicondutor ZnO. Este material possui uma gama de
interesses em virtude de suas propriedades ópticas e
elétricas2.
2. Material e Métodos
A Apolom foi desenvolvida inicialmente como
parte de um projeto de doutorado3 para automatização
de teste de software. Seu objetivo original é permitir
que o testador escreva a especificação de um
programa que se deseja testar, na Apolom. Esta
ferramenta tem a capacidade de interpretar a
especificação escrita e verificar se o software está
sedo executado conforme o especificado. Deste
modo, o software sob teste é executado, a Apolom
captura os dados produzidos pelo software e compara
se estes dados estão de acordo com o esperado.
Neste trabalho, a Apolom foi adaptada para
que possa capturar os dados do espectro de Uv-Vis
(no lugar dos dados produzidos por um software) e
comparar com o especificado. Assim, um usuário pode
escrever, na ferramenta, quais as propriedades são
esperadas para um determinado material e a
ferramenta é capaz de identificar se os dados do
espectro de Uv-Vis apresentam tais propriedades.
Ainda, é possível especificar, na Apolom, diversas
propriedades para diversos materiais e esta
ferramenta é capaz de identificar se alguma das
propriedades (ou várias delas) está presente nos
dados.
Resultados e Discussão
Como estudo de caso, foram utilizados dados
de caracterização de espectroscopia de Uv-Vis do
ZnO. Uma vez descrita qual a propriedade esperada
na ferramenta, esta identificou o valor de band gap de
3.50 eV - valor muito próximo ao calculado segundo o
método Wood e Tauc reportado na literatura que é em
torno de 3.37 eV2. Do mesmo modo o programa
identificou o pico máximo fixado na região do
vermelho com comprimento de onda em torno de 625
e 650 nm - valor esse compatível com o da literatura2.
Assim como o ZnO, outros materiais analisados
apresentaram valores de gap e emissões
fotoluminescentes compatíveis com a literatura.
3. Conclusão
A ferramenta Apolom apresentou-se como um
meio eficaz para identificar de maneira rápida e
precisa o valor de band gap de semicondutores. A
vantagem de sua aplicação está na capacidade de
identificar computacionalmente e automaticamente, as
propriedades descritas por um usuário da ferramenta.
Isto elimina erros advindos de um processo manual de
identificação de tais propriedades.
4. Agradecimentos
CAPES, CNPq, UTFPr.
Referências [1] K. Sato, H. Katayama-Yoshida, P. H. Dederichs. Scientific
Highlight of the Month, 75:93–110 (2010).
[2] A. P Moura, R.C. Lima, M.L. Moreira, D.P. Volanti,J. Espinosa, M.O.ORLANDI, P.S. Pizani, J.A.Varela, E.Longo. Solid State Ionics ,181, 775 - 780 (2010). [3] P. A. Nardi. On Test Oracles for Simulink-like Models (2013).
66
PREPARO E CARACTERIZAÇÃO DE BIOFILMES COMESTÍVEIS A BASE DE NANOESTRUTURAS POLIMÉRICAS EM MATRIZES DE
PECTINA
Vanessa S. Santos1, Márcia R. de Moura1
1 – UNESP – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos (GCNH),
Autor correspondente: Vanessa Solfa dos Santos, Ilha solteira Sp, Brasil, [email protected]
Resumo
O objetivo deste trabalho foi produzir filmes biodegradáveis com nanopartículas de quitosana em matrizes de pectina.
As nanopartículas foram obtidas por condensação de refluxo, e os filmes produzidos através da técnica de casting,
utilizando-se uma solução filmogênica composta por nanopartículas de quitosana (NPsQs) e pectina, em
concentração de 2% (m/v). As nanopartículas em solução foram caracterizadas quanto ao seu tamanho através de
espalhamento dinâmico de luz (DLS) e sua estabilidade, medida por potencial Zeta. Os filmes foram analisados por
espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR).
Palavras-chave: Filmes comestíveis; Nanopartículas de quitosana; Pectina
1. Introdução
A pectina é um polissacarídeo, hidrocolóide
capaz de formar redes que capturam a água e formam
géis em concentrações abaixo de 1%, por não
apresentar risco a saúde em sua ingestão, a torna
favorável ao uso como matriz em soluções filmogênica
para filmes comestíveis1. Para melhorar as
propriedades dessas matrizes, pesquisadores estão
inserindo materiais nanoestruturados, como
nanopartículas (NPs) de quitosana (QS)2. A quitosana
(QS), é um biopolímero natural, e sua aplicação como
nanopartículas, melhoram as propriedades térmicas,
mecânicas e tende a diminuir a permeabilidade ao
vapor de água nos filmes 3-4.
2. Material e Métodos
Solução de nanopartículas
1° Etapa: Foi solubilizado 0,2% (m/v) de quitosana em
solução aquosa de ácido metacrílico sob agitação
constante durante 5 horas. 2° Etapa: A solução foi
transferida para um recipiente adaptado a um
condensador de refluxo e, a essa, adicionou-se
K2S2O8 como iniciador. O sistema foi fechado e
mantido a 70 °C sob agitação constante, até a
formação de nanopartículas de quistosana (QS-
PMAA). Após 1h de reação, a suspensão foi imersa
em banho de gelo.
Preparação dos filmes
Os filmes foram preparados através da técnica de
casting. A pectina, com alto grau de metoxilação, foi
dissolvida na solução de QS-PMAA e mantida sob
agitação vigorosa (24h). As nanopartículas foram
caracterizadas quanto ao seu tamanho através de
espalhamento dinâmico de luz (DLS) e potencial Zeta,
e os filmes por espectroscopia de infravermelho com
transformada de Fourier (FT-IR).
3. Resultados e Discussão
Através dos espectros referente ao filme contendo as nanopartículas é possível observar a interação iônica entre o MAA e a quitosana. Tal fato foi evidenciado pelo surgimento de duas novas bandas em aproximadamente 1638 cm-1 e 1545 cm-1, referente aos grupos COO- e grupo NH3
+, respectivamente. O teor de nanopartículas na solução foi de 2%, e estas apresentaram-se esféricas com tamanho médio de 317 nm. Os valores dos tamanhos das partículas e do potencial Zeta, foram de 317 nm e +21,4 V respectivamente 5.
4. Conclusão
Os filmes bioativos nanoestruturados foram obtidos com sucesso, apresentando aspecto homogêneo e contínuo, além de ligeira transparência e maleabilidade, propriedades estas consideradas satisfatórias. De acordo com os resultados obtidos pelas análises de espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) foi possível comprovar a interação entre as nanopartículas e a matriz polimérica. Através dos valores do potencial Zeta pode-se concluir que a solução de NPsQs é estável.
5. Agradecimentos
UNESP, EMBRAPA, CAPES, FAPESP e CNPq.
. Referências [1] M. ABID et al. Food Chemistry, 215, 325, (2017). [2] F. N. A. CRESPILHO, Multíplos olhares, 1, 8 (2005). [3] M. R. MOURA, et al, Journal of Food Engineering, 92,453 (2009).
[4] N. DURAN, et al, Embrapa Instrumentação. [s.n.], 2006.
[5] M.V. LOREVICE, et al, Quimica Nova, 37, 936, (2014).
67
RESONANT ELECTRON TUNNELING SPECTROSCOPY OF ANTIBONDING STATES IN A
DIRAC SEMIMETAL
Yuri. P. Marques1; Antonio. C. Seridonio1
1Physics and Chemistry Department, Unesp - São Paulo State University, 15385-000, Ilha Solteira, São Paulo, Brazil
Correspondent author: Yuri. P. Marques, Ilha Solteira, São Paulo, Brazil, [email protected]
Abstract
Recently, it was shown that under specific conditions a pair of distant localized impurities placed well inside a three-
dimensional Dirac semimetal (3D-DSM) may lead to the formation of an unexpected antibonding state. However, in
any realistic environment, the effect of vibrational degrees of freedom should be expected. Hence, the temperature of
the system, which is intrinsically connected with the polaronic modes, gains a new role in the ground state formation.
In this work, we consider the influence of phonons on characteristic features of (anti)bonding state and discuss how
these results can be tested experimentally via local probing, namely, inelastic electron tunneling spectroscopy curve
obtained in STM measurements
Keywords: Dirac semimetal, Anderson-Holsteins model, Antibonding ground state.
1. Introduction
Recently, it was shown that for a pair of distant
localized impurities embedded inside the 3D-DSM one
can expect the formation of antibonding ground state
[1]. In this paper, we added the contribution from the
phononic degrees of freedom, which are present in
any realistic system, on the ground state formation. It
should expect that these vibrational modes hallmark
may be detected with the help of local probing
technique, e.g., scanning tunneling microscopy (STM).
Besides, we are interested in the role of the
temperature in such ground state, since new polaronic
levels are excited via temperature increasement.
2. The Model
For theoretical analysis of two adatoms buried
inside a Dirac-Weyl 3D Semimetal, we employ the two-
impurity Anderson model (TIAM) Hamiltonian
, in which , ,
and accounts for the impurities, Coulomb
potential, hybridization and local phonon mode,
respectively. Besides, the effective low energy term
describing the Dirac-Weyl 3D Semimetal is given by
, where and
are fermionic spinors. Upon applying the equation of
motion procedure, we estimate the local density of
states (LDOS) on the 3D-DSM surface.
3. Results and Discussion
In this paper, we consider two identical adatoms. In
Fig. 1(a), it can be notice an antibonding profile that
characterizes the ground state of the diatomic
molecule formed by the impurities. However, the
thermally excited polaronic state which emerges for
high temperatures, creates a new ground state of a
bonding character as can be seen in Fig. 1(b). To
comprehend this transition, we should look at the
surface LDOS at ε = −0.11D for T = 10 K displayed in
Fig. 1(c). One can notice highly attenuated LDOS
signal presenting an antibonding characteristic,
pointing out that this is just the spread of the ground
state found at ε = −0.10D, as shown in Fig. 1(a). This
means that in fact there is no thermally excited state
for T = 10 K. In contrast, for T = 30 K displayed in Fig.
1(d), the LDOS signal is enhanced by thermally
excited polaronic states. These results show, thus, that
the transition between ground states has crossover
character.
Figure 2 – LDOS topography of the surface of 3D-DSM plane.
4. Conclusion
In summary, the increasement of temperature
favors the emergence of polaronic levels at lower
energetic positions. This effect causes a smooth
crossover between an antibonding and a bonding in
the ground state feature of the diatomic molecule.
5. Acknowledgements
We would like to acknowledge CAPES and all the
members of the Strongly Correlated Systems Group.
References [1] Y. Marques, A. E. Obispo, L. S. Ricco, M. de Souza, I. A.
Shelykh, and A. C. Seridonio, Phys. Rev. B 96, 041112(R) (2017).
68
BIOCURATIVOS ANTIBACTERIANOS PREPARADOS A PARTIR DE
ALGINATO DE SÓDIO
Tiago A. Lima1,2, Marcos V. Lorevice3,4, Fauze Ahmad Aouada1,2, Márcia Regina de Moura1,2
1UNESP – Univ Estadual Paulista, Dep. de Física e Química, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, SP, Brasil 2GCNH – Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos
3Programa de Pós-Graduação em Química UFSCar- São Carlos, SP, Brasil 4Embrapa Instrumentação – São Carlos, SP, Brasil
Resumo
Com foco na capacidade das nanopartículas de prata de inibir a atividade bacteriana, filmes de alginato de sódio
contendo Sorbitol, foram carregados com nanopartículas no intuito de se criar um material curativo. Os filmes de
alginato de sódio além de apresentar boas propriedades mecânicas, apresentam a capacidade de promover a curo
da lesão. A inserção de nanopartículas de prata na matriz polimérica de alginato forneceu a capacidade de inibir a
atividade bacteriana de E. Coli e S. Aureous, além disso notou-se que as matrizes que continham Sorbitol tiveram um
desempenho um pouco melhor, isso pode estar associado a o fato de que o sorbitol é um agente plastificante e
promove o afastamento das cadeias poliméricas, aumentando a superfície de contato das nanopartículas com a área
contaminada. Ou facilitando a migração das nanopartículas para o meio. A atividade antibacteriana que esse material
apresenta é ausente nos curativos convencionais.
Palavras-chave: Nanopartículas de prata, Curativos, Bionanocompósitos, Alginato de sódio.
1. Introdução
Curativos poliméricos eram considerados
apenas materiais passivos com papel mínimo no
processo de cicatrização. A partir dos anos 70 os
biopolímeros surgiram como uma proposta alternativa
aos curativos convencionais[1].
O alginato de sódio tem potencial para
tratamento em áreas queimadas, as membranas de
alginato podem facilitar a remoção do curativo sem
muito trauma durante as trocas além de promover um
ambiente propício à reepitelização do tecido
danificado [2]. Filmes de alginato de sódio, contendo
em sua matriz nanopartículas de prata e sorbitol,
foram desenvolvidos neste trabalho. Posteriormente
suas propriedades microbiológicas foram testadas.
2. Material e Métodos
A atividade antibacteriana das amostras foi
determinada por método de halos de inibição,
segundo a metodologia reportada por OTONI et al [3].
De acordo com a norma CLSI 2012.
3. Resultados e Discussão
As placas que não apresentaram halos de
inibição, não exerceram atividades contra as colônias
de bactérias. Fato este ocorrido nas amostra de
filmes compostos apenas por Alginato de sódio(AS) e
AS + sorbitol. Em contraste todos os filmes que
continham AS + nanopartículas de prata(AgNP) +
sorbitol, apresentaram halos de inibição, isso
comprova a influência das nanopartículas de prata
contra a atividade das bactérias E. coli e S. aureus.
4. Conclusão
Conforme apresentado, os resultados
comprovam a atividade das AgNP contra E. coli e S.
aureous, mesmo aprisionadas na matriz de AS.
Somando isso a ação positiva das películas de
alginato no processo de cicatrização, e as excelentes
propriedades mecânicas. Os filmes de alginato
carregados com AgNP e sorbitol, são um substituto
ideal e funcional para os curativos convencionais e a
sulfadiazina de prata, destinados a tratamento de
queimaduras[4].
5. Agradecimentos
CNPq, CAPES, UNESP FAPESP e Embrapa
Instrumentação.
Referências
1. Elbadawy A. Kamoun, El-Refaie S. Kenawy, Xin
Chen., Journal of Advanced Research, (2017).
2. Viviane G. A. Pires., Marcia R. de Moura. Quim.
Nova, (2016).
3. Otoni, C. G., de Moura, M. R., Aouada, F. A.,
Camilloto, G. P., Cruz, R. S., Lorevice, M. V.,
Soares, N. F. F., & Mattoso, L. H. C. Food
Hydrocolloids, (2014).
4. Clinical and Laboratory Standards Institute
(CLSI). (2012).
69
DINÂMICA DE VÓRTICES EM UM SISTEMA SUPERCONDUTOR MESOSCÓPICO COM
CORRENTE E CAMPO MAGNÉTICO APLICADOS
Alice Presotto1, Edson Sardella2 e Rafael Zadorosny1
1Universidade Estadual Paulista -Unesp, Ilha Solteira, São Paulo, Brasil
2Universidade Estadual Paulista -Unesp, Bauru, São Paulo, Brasil
e-mail: [email protected]
Resumo
Supercondutores mesoscópicos são materiais cujo tamanho é da ordem dos seus comprimentos característicos, i.e.,
a profundidade de penetração λ(T), e/ou o comprimento de coerência ξ(T), por isso esses materiais estão sujeitos a
efeitos de confinamento. Dessa forma, neste trabalho, estudamos supercondutores mesoscópicos na presença de
corrente elétrica e campo magnético aplicado, e analisamos a dinâmica de vórtices.
Palavras-chave: dinâmica de vórtices, supercondutor mesoscópico, GTDGL.
1. Introdução
Quando uma corrente elétrica é aplicada no material
supercondutor, pode surgir na amostra um estado
resistivo por conta de um fenômeno conhecido por
Phase-slip (PS). Outro efeito da aplicação de uma
corrente de transporte em supercondutores
mesoscópicos é a nucleação de vórtices cinemáticos
nestes materiais. Ao contrário dos vórtices de
Abrikosov, os quais são gerados pela penetração de
fluxo magnético no interior dos SCs, os vórtices
cinemáticos são gerados por perturbações das
correntes ao longo do material [1] e possuem alta
velocidade.
2. Material e Métodos
Neste trabalho foram estudados os efeitos da
passagem de uma corrente de transporte por uma
constrição de tamanhos mesoscópicos, que foi
produzida inserindo dois defeitos (normalizando
0<𝜓<1 dentro do defeito) nas bordas opostas do
sistema. Para tal, simularam-se amostras
supercondutoras mesoscópicas na presença de
correntes de transporte e de campos magnéticos
solucionando a equação generalizada de Ginzburg-
Landau dependente do tempo (GTDGL), para
amostras com tamanhos laterais de e
, sendo que a largura e o comprimento
da constrição foram fixados em e
, como mostrado na Figura 1. Usou-se
para a largura dos contatos elétricos
3. Resultados e Discussão
Notamos que sem campo magnético aplicado, os
pares de vórtices cinemáticos são formados nos
defeitos e se aniquilam no centro da amostra. Por
outro lado, quando um baixo campo magnético é
aplicado, produz-se uma assimetria na distribuição
das correntes supercondutoras. Então, apenas o
vórtice cinemático é formado em uma borda da
amostra e a deixa pela lateral oposta. À medida que o
campo magnético aplicado aumenta, surgem no
sistema além dos vórtices cinemáticos, também os
vórtices de Abrikosov, e inicia-se o movimento
chamado de flux flow.
Considerando esses resultados obtidos, construiu-se
um diagrama da densidade de corrente aplicada em
função do campo externo, J(H), como mostrado na
Figura 2.
4. Conclusão
Verifica-se que a formação de vórtices cinemáticos no
sistema sofre alteração de acordo com o campo
magnético aplicado, pois este muda a configuração
das correntes na amostra.
5. Agradecimentos
FAPESP, CAPES e GSMA.
2013/17719-8
Referências [1] A. Andronov et. al, Physica C, 213, 193-199 (1993).
Figura 1:
Representação do
sistema simulado
Figura 2:
Diagrama da
corrente pelo
campo
aplicado.
70
Cinza de lodo de esgoto: um precursor alternativo para a produção de
aglomerantes ativado alcalinamente à base de metacaulim
Danilo B. Istuque1; Lucia Reig2; João C. B. Moraes1; Jorge L. Akasaki1. José A. Malmonge1; Lourdes Soriano2;
Mauro M. Tashima1.
1UNESP – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira; 2UPV – Universitat Politècnica de València.
Autor correspondente: Danilo B. Istuque, Avenida Brasil, 56, Centro, 15385-000 – Ilha Solteira, SP,
Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da CLE como precursor para a produção de geopolímeros à
base de metacaulim. Foram produzidas argamassas com 0% (controle), 10% e 20% (em massa) de CLE para as
relações molares de SiO2/Na2O e H2O/Na2O de 2,00 e 9,26, respectivamente. As amostras foram curadas a 25 °C e
65 °C. Ensaios de resistência à compressão (1, 3 e 7 dias) em argamassas, assim como, análises de microscopia
eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios - X (DRX) em pastas foram realizadas para esta avaliação. Os
resultados mostraram que a cinza de lodo de esgoto desacelera a perda de resistência, no caso das amostras
curadas a 65 °C. As amostras produzidas com 10% de cinza de lodo de esgoto apresentaram comportamento
semelhante em relação à amostra controle atingindo resistência à compressão a 7 dias de aproximadamente 28
MPa, ambas curadas a 25 °C.
Palavras-chave: geopolímero, resíduos, esgoto, manejo.
1. Introdução
Geopolímeros são aglomerantes produzidos
com precursores silicoaluminosos que são
ativados na presença de um álcali [1] . Uma
das principais vantagens da produção de
geopolímeros é a possibilidade do emprego de
resíduos como precursores [2]. Neste sentido,
em vista da composição química da cinza de
lodo de esgoto, que é gerada na combustão
do lodo de esgoto oriundo de estações de
tratamento de águas residuais, este resíduo
pode apresentar um significativo potencial
para ser empregado como um precursor para
produção de geopolímeros.
2. Material e Métodos
As argamassas foram confeccionadas para
uma relação molar de SiO2/Na2O e H2O/Na2O
de 2,00 e 9,26, respectivamente. As amostras
foram submetidas a condições de cura em
temperatura ambiente (25 °C) e banho térmico
(65 °C). Para a análise do comportamento da
cinza de lodo de esgoto, foram realizados
ensaios de resistência à compressão a 1, 3 e
7 dias e análise de microscopia eletrônica de
varredura (MEV) e difração de raios-x (DRX)
em pastas.
3. Resultados e Discussão
As argamassas curadas em banho térmico
apresentaram uma perda de resistência em
função do tempo e da adição de cinza de lodo
de esgoto, no entanto, uma menor perda de
resistência foi observada nas amostras com
CLE. A resistência das amostras com 10% de
CLE, curadas à 25 °C por 7 dias, em
comparação às amostras controles,
apresentaram resistências semelhantes de
aproximadamente 28 MPa. As análises de
DRX indicaram uma menor presença de
faujasita nas pastas de geopolímeros com
CLE curadas à 65 °C. Este fato, confirma o
efeito de desaceleração da perda de
resistência devido à cristalização dos géis
geopoliméricos. Além disso, as imagens de
microscopia confirmaram a presença de
faujasita em ambas as amostras, controle e
com CLE, curadas à uma elevada
temperatura.
4. Conclusão
Os resultados confirmam o potencial da CLE
como precursor em geopolímeros à base de
metacaulim.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem à Capes, SEMAE e
Santander.
Referências [1] B. Singh, G. Ishwarya, M. Gupta, and S. K. Bhattacharyya,
Constr. Build. Mater., vol. 85, pp. 78–90, Jun. 2015. [2] J. Payá, J. Monzó, M. V Borrachero, and M. M. Tashima,
Woodhead Publishing Limited, 2015.
71
FILMES COMESTÍVEIS A BASE DE GELATINA E ÓLEOS ESSENCIAIS DE CRAVO E CANELA
Erika T. Ganda, Marcia R. Moura, Pamela Thais Sousa Melo, Fauze Ahmad Aouada.
Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” Campus de Ilha Solteira. Grupo de Compósitos e
Nanocompósitos Híbridos (GCNH)
Autor correspondente: Erika Tiemi Ganda, Departamento de Física e Química Unesp- Ilha Solteira,
Resumo
No presente trabalho foi desenvolvido filmes comestíveis, a partir de gelatina - polímero natural, biodegradável e
óleos essenciais de cravo e canela, com o objetivo de serem usados em embalagens para alimentos. Os filmes
podem apresentar propriedades como controle da proliferação de bactérias e da umidade de alimentos, promovendo
uma maior durabilidade dos produtos embalados.
Palavras-chave: Filmes comestíveis, óleos essenciais, biodegradável.
1. Introdução
Os plásticos em relação ao uso como
embalagens, se destacam por apresentarem boa
resistência mecânica e baixo custo de produção.
Porém, são derivados de petróleo e quando
descartados demoram muitos anos para se
degradarem1. Neste sentido, foram desenvolvidos
filmes biodegradáveis comestíveis a partir de gelatina
e óleos essenciais de cravo e canela. Os filmes
quando aplicados em alimentos podem controlar a
proliferação de microrganismos, promovendo maior
durabilidade dos produtos.
2. Material e Métodos
Gelatina em pó, tensoativo Tween® 80, óleo essência de cravo e canela. As nanoemulsões foram preparadas com Tween® 80, óleo essencial e água destilada mediante agitação em rotações de 7000 e 16000 rpm por 2 e 4 min. O teste de WVP baseou-se no método modificado ASTM E96-802.
3. Resultados e Discussão
É possível observar que a adição de óleos
essenciais causou uma diminuição dos valores da
WVP, o que contribui para uma menor permeabilidade
ao vapor de água devido ao aumento do caráter
hidrofóbico dos filmes causado pela presença de
ácidos graxos.
Tabela 1. Valores de permeabilidade ao vapor de
água e umidade relativa dos filmes.
Filmes WVP
(mm/kPa h m2)
RH (%)
Gelatina Pura 1,20± 0,2 80,70 ± 0,8
Cravo 7000
rpm, 2 min
0,40 ± 0,1 83,80 ± 0,3
Canela 7000
rpm; 2min
0,56 ± 0,2 83,30 ± 0,4
Cravo 16000
rpm,2 min
0,60 ± 0,3 84,30 ± 1,07
Canela 16000
rpm, 2 min
0,40 ± 0,2 85,04 ± 0,6
Cravo 7000
rpm, 4 min
0,60 ± 0,1 86,0 ± 0,2
Canela 7000
rpm, 4 min
0,70 ± 0,1 81,10 ± 0,3
Cravo 16000
rpm, 4 min
0,72 ± 0,1 80,00 ± 0,5
Canela 16000
rpm, 4 min
0,56 ± 0,1 83,80 ± 0,3
4. Conclusão
A presença da nanoemulsão dos óleos
essenciais nas matrizes, contribui para uma
diminuição na WVP.Desta forma, o uso da
nanotecnologia mostrou-se viável para aplicação em
embalagens com aroma e mais hidrofóbicas.
5. Agradecimentos
Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH) e à UNESP.
Referências [1] C. G. Otoni, R. J. Avena-Bustillos, C. W. Olsen, C. B. Sainz, T.
Mchugh, H. Food Hydrocolloids, 57, 72, (2016).
[2] C.Sánchez et al. Recyclability assessment of nano-reinforced
plastic packing. Waste Management, 34, 2647, (2014)
72
Swell ing behavior evaluation and spectroscopic properties of nanostructured hydrogels based on alginate, nanoclay and
zeol i te
Renan S. Fernandes, Marcia R. de Moura, Fauze A. Aouada
UNESP - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Grupo de Compósitos e Nanocompósitos Híbridos
(GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais,
Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira (FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil.
e-mail: [email protected]
Abstract
Hydrogels are three-dimensionally crosslinked polymers that swell in contact with water or other fluid. The
incorporation of nanostructures in hydrogels may improve the solvent and/or solute absorption. Thus, the objective of
this work is to synthesize nanocomposite hydrogels containing zeolite and/or nanoclay and investigate their
hydrophilic and spectroscopic properties. The nanocomposites were obtained by controllably dropping the solution
containing 2% w/v sodium alginate and 5% w/v of zeolite or 5% w/v nanoclay, and 2% w/v sodium alginate and 2.5%
w/v zeolite and 2.5% w/v nanoclay in CaCl2 solution. It was observed that swelling degree of the nanocomposite
hydrogels containing nanoclay was higher than compared with nanocomposite containing zeolite. This behavior is
probably related to the fact that the oxide groups present in the zeolite structure establishes physical interactions with
polymeric structure of the hydrogels preventing the chain expansion, reducing the water absorption capability of the
nanocomposites. Since the results of the swelling hydrogels synthesized with both nanostructures showed
intermediate values to the hydrogels synthesized only with zeolite or nanoclay, it was possible to conclude that the
zeolite acts as crosslinker physical and nanoclay as an active carrier that help the water absorption. From FTIR
technique, it was found the probable interaction points (or interaction groups) between polymeric and inorganic
materials, confirming the formation of the nanostructured hydrogels.
Keywords: Hydrogels, nanocomposites, sodium alginate, nanoclay, zeolite.
1. Introduction
The use of polymers for hydrogel synthesis is
explored for use in medical field. Hydrogels are three-
dimensionally crosslinked polymers that swell in
contact with water [1]. The incorporation of
nanostructures in hydrogels may improve the solvent
and/or solute absorption. Thus, the objective of this
work is to synthesize nanocomposite hydrogels
containing zeolite and/or nanoclay and investigate their
hydrophilic and spectroscopic properties as a function
of their constituents.
2. Material and Methods
The nanocomposites were obtained by
controllably dropping the solution containing 2% w/v
sodium alginate and 5% w/v of zeolite or 5% w/v
nanoclay, and 2% w/v sodium alginate and 2.5% w/v
zeolite and 2.5% w/v nanoclay in CaCl2 solution
prepared at 1, 2.5 or 5% w/v.
3. Results and Discussion
It was observed that swelling degree of the
nanocomposite hydrogels containing 5% nanoclay was
higher than compared with nanocomposite containing
5% zeolite, independently of the crosslinker
concentration. This behavior is probably related to the
fact that the oxide groups present in the zeolite
structure establishes the physical interactions with
polymeric structure of the hydrogels preventing the
chain expansion, reducing the water absorption
capability of the nanocomposites [2]. Since the results
of the swelling hydrogels synthesized with 2.5% of
both nanostructures showed intermediate values to the
hydrogels synthesized with a 5% zeolite or 5%
nanoclay.
4. Conclusion
It was possible to conclude that the zeolite acts
as crosslinker physical and nanoclay as an active
carrier that help the water absorption. From FTIR
technique, it was found the probable interaction points
(or interaction groups) between polymeric and
inorganic materials, confirming the formation of the
nanostructured hydrogels.
5. Acknowledgement
UNESP, FAPESP, CNPq and CAPES for their
financial support.
References
[1] R. S. Fernandes, M. R. de Moura, G. M. Glenn, F.
A. Aouada, Journal Molecular Liquids 265, 327 (2018).
[2] A. Rashidzadeh, A. Olad, D. Salari, A.
Reyhanitabar, Journal Polymer Research 344, 4
(2014).
73
Influência da zeólita na morfologia do hidrogel de PMAA-co-PAAm contendo
polissacarídeo Carboximetilcelulose
Fabrício N. Tanaka; Marcia R. Moura; Fauze A. Aouada
UNESP – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Grupo de Compósitos e Nanocompósitos
Híbridos (GCNH), Departamento de Física e Química (DFQ), Faculdade de Engenharia da Unesp de Ilha Solteira
(FEIS), Ilha Solteira, SP, Brasil.
Autor correspondente: Fabrício Nunes Tanaka, Unesp-Ilha Solteira, [email protected].
Resumo
Danos ao meio ambiente e à saúde humana causados pelo uso excessivo de herbicidas, podem ser reduzidos por
meio de uma liberação controlada a partir de polímeros biodegradáveis como veículos carreadores. Neste trabalho foi
desenvolvido um hidrogel nanocompósito baseado em poli(ácido metacrílico)-co-poliacrilamida contendo
carboximetilcelulose (PMAA-co–PAAm-CMC) e zeólita. A morfologia do hidrogel e a presença da zeólita na matriz do
hidrogel de PMAA-co-PAAm com CMC foi investigada por meio da técnica de microscopia eletrônica de varredura
(MEV), onde pode ser observada aglomerados de zeólita nas paredes dos poros dos nanocompósitos. Os resultados
de EDX mostraram a presença de elementos característicos da zeólita no nanocompósito. Os resultados obtidos
neste trabalho comprovaram a incorporação da zeólita na estrutura do material, sendo que a presença da zeólita na
matriz pode auxiliar na absorção de insumos agrícolas, o que é altamente desejado.
Palavras-chave: Hidrogéis, Nanocompósitos, Zeólita, Morfologia.
1. Introdução
Hidrogéis são polímeros altamente hidrofílicos,
capazes de comportar um grande volume de água no
interior de sua matriz, essa que pode ser reticulada
por ligações covalentes ou interações físicas [1]. Por
sua vez, zeólitas são aluminosilicatos cristalinos
hidratados, nanoestruturalmente organizados. Sua
estrutura básica primária tetraédrica pode levar a
formação de redes tridimensionais bastante
diversificadas, gerando sistemas porosos [2].
O objetivo desse trabalho foi estudar a
influência da zeólita nas propriedades morfológicas do
hidrogel de poli(ácido metacrílico)-co-poliacrilamida
com carboximetilcelulose (PMAA-co-PAAm com CMC)
obtidos por polimerização via radical livre. Sendo que,
o controle dessa importante propriedade, pode auxiliar
na compreensão e um melhor entendimento de efeitos
ocasionados em outras propriedades importantes
como grau de intumescimento e liberação controlada
de insumos agrícolas.
2. Material e Métodos
A superfície morfológica do hidrogel e do
nanocompósito foram estudadas por microscopia
eletrônica de varredura (MEV) (microscópio ZEISS,
EVO / LS15) equipada com Energia Dispersiva de
Raios-X (EDS). As amostras forma revestidas com
uma fina camada de Au, usando tensão de aceleração
usada de 20 kV.
3. Resultados e Discussão
Foi observado nas micrografias obtidas por MEV que o hidrogel puro possui uma morfologia com
porosidade irregular e aleatória e estrutura porosa interconectada. Também foi observado que o nanocompósito contendo zeólita apresenta uma estrutura morfológica similar ao do hidrogel puro. Entretanto, podem ser vistos nas micrografias do nanocompósito, partículas aglomeradas formadas pela zeólita nas paredes de seus poros. Por meio dos resultados de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), pode-se observar a presença de elementos característicos da zeólita (Na, Mg, Al, Si, K, Ca e Fe) e suas respectivas massas atômicas (%), compondo a matriz do hidrogel nanocompósito com 1,5% de zeólita. comprovando a inserção de zeólita na matriz polimérica.
4. Conclusão
Os resultados de MEV e EDX comprovaram a
incorporação da zeólita na matriz do hidrogel, sendo
que estudos realizados por nosso grupo, comprovou
que a zeólita melhora significativamente
aspropriedades de sorção e dessorção de insumos
agrícolas, tornado este material promissor para usos
na agricultura.
5. Agradecimentos
Unesp, Capes, CNPq e Fapesp pelas bolsas
de estudo e apoio financeiro.
Referências [1] F. N. Tanaka, et al, Journal of Nanoscience and Nanotechnology.
18, 7286 (2018).
[2]T, Wakihara, et al, Microporous and Mesoporous Materials. 136,
92 (2010).
74
Utilização do método Pechini para a preparação de filmes finos de TeO2-Li2O
Murilo D. Bataliotti; Francine B. Costa; Keizo Yukimitu; João Carlos S. Moraes
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - FEIS – Laboratório de Vidros e Cerâmicas
Autor correspondente: Murilo Dobri Bataliotti, Departamento de Física e Química, UNESP-Câmpus de Ilha Solteira,
Resumo
O objetivo deste trabalho é de determinar uma rota de síntese para a produção de filmes finos de TeO2-Li2O através
do método Pechini. Ácido telúrico e carbonato de lítio foram utilizados como materiais precursores junto com o ácido
cítrico e etileno glicol para o preparo das resinas poliméricas depositadas por spin-coating. Os filmes obtidos foram
tratados termicamente em diferentes tempos. As caracterizações dos filmes foram realizadas utilizando as técnicas
de difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia. As fases
𝛾 e 𝛼 do TeO2 foram identificadas por meio dos difratogramas de DRX e sua associação com as imagens do MEV
permitiram correlacionar os formatos dos cristalitos às fases presentes nos filmes.
Palavras-chave: Filmes finos, método Pechini, TeO2-Li2O
1. Introdução
Vidros a base de telúrio (TeO2) são materiais
de interesse científico e tecnológico por apresentarem
baixa temperatura de fusão, resistência à corrosão,
estabilidade térmica e alta solubilidade para íons
Terras Raras. No entanto, a maioria dos estudos
utilizam o método convencional de fusão–resfriamento
para fabricação desses vidros, o qual dificulta a
preparação de filmes finos para aplicação em
dispositivos ópticos e eletrônicos.[1] Entre todos os
métodos de síntese de filmes finos, deposição química
ou física de vapor, electro beam, spputering, o método
Pechini oferece uma rota atraente para a fabricação
de tais dispositivos[2] devido ao seu baixo custo, sua
flexibilidade para controlar os parâmetros de síntese e
sua alta precisão na mistura de diferentes
precursores[3]. Até onde se sabe, pouco estudado na
obtenção de filmes finos de TeO2.
2. Material e Métodos
Os filmes finos foram produzidos seguindo a
estequiometria 80TeO2–20Li2O (% molar), utilizando
como precursores metálicos o ácido telúrico (H6TeO6)
e o carbonato de lítio (Li2CO3). Seguindo a
metodologia de Pechini, os dois materiais precursores
foram solubilizados em solução aquosa de ácido
cítrico, na razão molar 3:1 entre cátions metálico e
ácido cítrico, sob aquecimento para obtenção de um
citrato metálico, o qual foi acrescido de etilenoglicol,
na razão molar de 2:3 entre ácido cítrico e
etilenoglicol, para polimerização. A resina polimérica
foi depositada sobre um substrato de vidro, pela
técnica de spin-coating, para a obtenção dos filmes
finos. Esses filmes foram pirolisados à 300 °C e
posteriormente, tratados termicamente à 400 °C por
0,5; 1; 2; 5; 10 e 24 h. A caracterização dos filmes foi
feita por meio das técnicas de difração de raios-X
(DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
espectroscopia de energia dispersiva (EDS).
3. Resultados e Discussão
Os dados de DRX dos filmes tratados
termicamente em diferentes tempos permitiram
identificar a formação e evolução da fase metálica
para a fase metaestável γ -TeO2 e posteriormente
para a fase estável 𝛼-TeO2. Além disso, uma
comparação desses dados com as imagens dos filmes
obtidas no MEV permitiu associar cada fase aos
cristalitos presentes nos filmes tratados termicamente.
Além de os dados obtidos na análise de EDS
comprovarem a presença do telúrio e oxigênio nos
filmes produzidos.
4. Conclusão
Por fim, a qualidade dos filmes obtidos pelo
método Pechini, usando a rota estabelecida neste
trabalho, demonstra sua viabilidade para a produção
de filmes finos a base de telúrio.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem à Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(CAPES) pelo suporte financeiro.
Referências [1] L. Weng, S. N. B. Hodgson, Mater. Sci. Eng.B 87 (2001) 77-82
[2] A. Lecomte, F. Bamière, S. Coste, P. Thomas, J.C.
Champarnaud-Mesjard, J. Eur. Ceram. Soc. 27 (2007) 1151-1158
[3] E. Bernardi, G. M. do Prado, M. T. da Cunha, P. P. G. Borrero, R.
M. Ferrari, Ciência & Tecnologia dos Materiais 26 (2014) 39–46
75
CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS PIEZOELÉTRICO DE PZT COM MATRIZ CIMENTÍCIA
Josiane A. Santos1, Alex. O. Sanches1, Walter. K. Sakamoto1, José. A. Malmonge1,
Universidade Estadual Paulista, Departamento de Física e Química, Ilha Solteira, SP, Brasil.
Autor correspondente: Josiane A. dos Santos, Al. Goiás, 495, apto 4, Ilha Solteira - SP, [email protected].
Resumo
No ramo das construções inteligentes vem ganhando destaque o desenvolvimento de sensores compósitos de
materiais piezoelétricos à base de cimento, que sejam capazes de atuar no monitoramento e detecção de possíveis
falhas em estruturas em tempo real e contínuo. No desenvolvimento desses compósitos piezoelétricos é importante
investigar a influência da cerâmica piezoelétrica na modificação da estrutura da matriz cimentícia. Dessa maneira,
este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de compósitos cimentícios a base de PZT
visando à compreensão da inserção do PZT sobre os processos de cura da matriz, e de mesma maneira, entender
como os processos de cura da matriz podem interferir nas propriedades piezoelétricas finais do sensor. As
caracterizações foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de impedância
dielétrica e por meio do coeficiente piezoelétrico (d33). Os resultados indicaram a interferência direta do PZT nos
processos de cura do cimento refletindo nas propriedades piezoelétricas finais das amostras.
Palavras-chave: Piezoeletricidade, pasta de cimento, PZT
1. Introdução
Os materiais piezoelétricos possuem a
capacidade de adquirirem ou alterarem sua
polarização elétrica quando submetidos à um estímulo
elétrico e/ou mecânicas. Dado tal propriedade, estes
podem ser grandes aliados na construção civil, por
meio da sua utilização como sensores para detecção
de trincas e rachaduras. O emprego desses materiais
como sensores possuem vantagens de um
monitoramento em tempo real resultando em um
aumento significativo da margem de segurança de
detecção, além da redução dos custos com
manutenção¹. Uma das grandes desvantagens no
desenvolvimento de sensores piezoelétricos à base de
cimento se encontra na possibilidade de alteração dos
processos de cura do cimento por meio da introdução
de novas fases na matriz cimentícia, dificultando a
previsão das propriedades finais do sensor
(piezoelétricas e mecânicas)2,3. Assim, buscando
entender a interferência do PZT sobre as propriedades
de cura do cimento, e bem como esta afeta as
propriedades piezoelétricas finais do compósito, este
trabalho teve como objetivo a obtenção e
caracterização de compósitos piezoelétricos,
baseados em uma matriz cimentícia aliada a uma fase
piezoelétrica – PZT.
2. Material e Métodos
Amostras de cimento/PZT foram preparadas
nas frações de 10, 30, 50 e 70% v/v de PZT. Estas
foram caracterizadas por (MEV), Medidas de
Condutividade Elétrica em Regime DC,
Espectroscopia de Impedância Dielétrica e por meio
do Coeficiente Piezoelétrico (d33).
3. Resultados e Discussão
Os resultados demostraram uma influência
direta do PZT no processo de cura do cimento,
aumentando o tempo de cura do material. Os
resultados de espectroscopia de impedância dielétrica
nos compósitos indicaram um atraso nas reações de
cura atribuído a presença de cerâmica na matriz. Os
resultados para o coeficiente piezoelétrico
apresentaram grandes variações nos valores de d33
em períodos iniciais de pós-polarização para todas as
frações de PZT, fato atribuído a existência de dipolos
instáveis nas amostras, que tenderam a retornar para
suas posições iniciais pós-polarização. Estudos da
polarização dos compósitos em função do tempo de
cura da matriz, na resposta piezoelétrica, foram
avaliados. O maior valor encontrado do coeficiente
piezoelétrico d33 foi para a amostra polarizada em
130 h de tempo de cura. Esse comportamento foi
atribuído ao maior campo elétrico local decorrente da
cinética de cura do cimento.
4. Conclusão
Os resultados demostraram que a presença
de frações da cerâmica PZT tenderam a retardar o
processo de cura do cimento, ou seja, que o PZT
atuou como uma barreira física na migração dos íons
em solução, retardando o processo de cura do
material. Esses resultados influenciaram diretamente
nos valores da constante dielétrica do material bem
como no coeficiente piezoelétrico dos compósitos.
5. Agradecimentos
CAPES, Fapesp.
Referências [1] LI, Z.; DONG, B.; ZHANG, D. Influence of polarization on properties of 0–3 cement-based PZT composites. Cement and Concrete Composites, v. 27, n. 1, p. 27-32, 2005. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.02.001 [2] CHOMYEN, P. et al. Microstructure, dielectric and piezoelectric properties of 0–3 lead free barium zirconate titanate ceramic-Portland fly ash cement composites. Ceramics International, v. 44, n. 1, p. 76-82, 2018. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.09.112 [3] MONTEIRO, A. O.; CACHIM, P. B.; COSTA, P. MFJ. Self-sensing piezoresistive cement composite loaded with carbon black particles. Cement and Concrete Composites, v. 81, p. 59-65, 2017. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.04.009
76
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE OURO
ESTABILIZADAS COM ÁCIDO HIALURÔNICO VISANDO APLICAÇÃO
TERAPÊUTICA
Debora R. Antunes1; Pietro L. S. Rocha1; Yasmin A. Coqueiro1; Maira F. da Silva1, Estefânia E. Campos2, Leonardo
F. Fraceto2, Renato Grillo1*
1Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista
(UNESP), Ilha Solteira, SP, Brasil.
2 Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Sorocaba, SP, Brasil.
Autor correspondente: R.G., FEIS-UNESP, Ilha Solteira, SP, e-mail. [email protected]
Resumo
Recentemente, nanopartículas de ouro (NPs Au) tem sido utilizadas como sistemas inteligentes para liberação de
bioativos e agentes de contraste. Neste trabalho, NPs Au estabilizadas com ácido hialurônico (NPs-Au@AH) foram
sintetizadas e caracterizadas por diferentes técnicas físico-químicas. NPs-Au@AH apresentaram morfologia esférica,
diâmetro médio de ~ 174,0 nm, polidispersão de 0,320, potencial zeta de 9,45 mV e concentração de partículas na
ordem de 1011. Tais resultados ainda que iniciais, abrem perspectivas para aplicação destas nanopartículas em
terapias fotodinâmica, tais como a fotohipertermia.
Palavras-chave: nanotecnologia, nanopartículas de ouro, ácido hialurônico, fotohipertermia. 1. Introdução
Dentre as nanopartículas engenheiradas pelo
homem, as nanopartículas de ouro (NPs Au), estão
entre as mais estudadas atualmente, pois podem ser
utilizadas para terapia fotodinâmica, podendo controlar
a liberação de ativos ou agir como fotohipertermia no
tratamento de doenças, tais como o câncer [1]. Além
disso, NPs estabilizadas com ácido hialurônico (AH)
tem mostrado uma melhor adesão a células tumorais,
uma vez que tais células possuem receptores
(denominados CD44) para este polissacarídeo [2].
Neste cenário, NPs-Au@AH foram sintetizadas e
caracterizadas por diferentes técnicas físico-químicas.
2. Material e Métodos
2.1 Síntese das nanopartículas de ouro
Nanopartículas de ouro foram sintetizadas pelo
método de Turkevich com modificações. Assim, uma
solução de ouro foi reduzida por citrato a temperatura
próxima a ebulição. Logo, NPs Au foram submetidas a
uma solução de AH por 24 horas e dessa forma,
armazenas em frasco âmbar [3].
2.2 Caracterização Físico-Química das NPs Au
As nanopartículas de ouro estabilizadas com ácido
hialurônico (NPs-Au@AH) foram caracterizadas por
diferentes técnicas físico-químicas, tais como:
espectrofotometria (UV-Vis), espectroscopia de
correlação de fótons (PCS), microeletroforese (ME),
rastreamento de nanopartículas (NTA), espectroscopia
na região do infravermelho (FTIR) e microscopia
eletrônica de varredura (MEV).
3. Resultados e Discussão
NPs-Au@AH apresentaram banda de absorção
em 530 nm, distribuição monomodal de partículas com
diâmetro médio de ~ 174 nm (Fig. 1-A), polidispersão
de 0,32, potencial zeta de 9,45 mV e concentração de
partículas na ordem de 1011. FTIR mostrou bandas
características destas NPs (Fig. 1-B) e morfologia
esférica por MEV (Fig. 1-C).
Figura 1. Caracterização físico-química das NPs-Au@AH: A)
PCS, B) FTIR e C) SEM
4. Conclusão
NPs-Au@AH foram estáveis com boa distribuição
de tamanho, ideal para terapia fotodinâmica.
5. Agradecimentos
Os autores agradecem ao DFQ/FEIS, FAPESP e
CAPES pelo apoio.
Referências
[1] S. Nardine, et al., J. Phys. Chem. C 120, 4691–4716 (2016) .[2] G. Mattheolabakis et al.,J Drug Target. 23, 605-18 (2015). [3] S. Zhang et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 6 (23), 21184–21192 (2014).
77
Inf luência da incorporação de Zn e Ni nas propriedades morfológicas e supercondutoras de nanofios cerâmicos de
YBCO produzidos por Solution Blow Spinning
Alexsander L. Pessoa1, Maycon Rotta2, Maycon Motta3, Cláudio L. Carvalho1, Rafael Zadorosny1
1Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química, Ilha solteira, SP, Brasil; 2Instituição Federal Mato Grosso do Sul, Três Lagoas, MS, Brasil;
3Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Dep. de Física, São Carlos, SP, Brasil.
e-mail: [email protected]
Resumo
Nanofios supercondutores cerâmicos produzidos pela técnica de fiação por sopro de solução (Solution Blow-spinning, SBS) vem sendo produzidos com sucesso. No entanto, o estudo de materiais supercondutores de tamanhos reduzidos pode revelar novas propriedades e aplicações dos mesmos. Particularmente, trabalhos focados na dopagem desses materiais carecem de estudos e sua importância é relevante já que, embora a Tc do material possa ser diminuída em tal processo, uma melhor conectividade entre os grãos pode aumentar a corrente de transporte pelo supercondutor. Nesse trabalho apresentamos o processo de fabricação de fios supercondutores submicrométricos de YBa2Cu3O7-δ usando o SBS. Nessa matriz, o Cu foi parcialmente substituído por Zn e Ni (x = 0,02 mols) na relação estequiométrica YBa2Cu3-xMxO7-δ. Os diâmetros médios dos fios cerâmicos foram de 308nm e 345nm para amostras dopadas com Zn e Ni respectivamente. Medidas magnéticas e de DRX confirmaram a dopagem em sítios de cobre. Palavras-chave: supercondutores, nanofios, cerâmica, blow spinning, dopagem.
1. Introdução
É constante o desenvolvimento de novas técnicas
e/ou o aprimoramento daquelas já existentes voltadas
à produção de materiais cerâmicos em nanoescala1. A
técnica de fiação por sopro de solução (Solution Blow-
spinning, SBS), por possuir maior versatilidade,
produtividade e baixos custos tem se destacado na
produção de fibras e fios cerâmicos nano e
submicrométricos2.
Adicionalmente, com a produção dos primeiros
fios cerâmicos de YBCO por SBS3 em nosso grupo,
iniciamos estudos voltados à formação dos fios e,
principalmente, sobre o comportamento elétrico e
magnético de supercondutores com tais geometrias.
Em particular, nesse trabalho relatamos a produção de
nanofios supercondutores de YBCO dopados com Zn
e Ni, visando o estudo da influência de um dopante
magnético e um não magnético na formação dos fios e
como o contorno de grão é afetado por esse
procedimento.
2. Materiais e Métodos
As soluções de precursoras foram produzidas
usando os seguintes reagentes: poly(vinyl pyrrolidone)
(PVP, Mw=1300,000 g/mol), acetatos de ítrio
[Y(CH3CO2)3xH2O] (99.9%), de báriuo [Ba(CH3CO2)2]
(99%), de cobre [Cu(CH3CO2)2.H2O] (99%), de zinco
[(CH3CO2)2Zn] (99,99%) e de níquel
[Ni(OCOCH3)2.4H20] (99,99%), todos da Sigma
Aldrich.
3. Resultados e Discussão
Foram obtidos fios supercondutores de YBCO
dopados com zinco (YZ) e níquel (YN) com diâmetro
médio de 308nm e 345nm respectivamente.
De acordo com medidas de magnetização e DRX,
confirmamos a inserção dos substituintes nos devidos
sítios, contudo sua presença diminuiu a Tc, sendo
90,2K para a amostra de referência, de 80,2K para YZ
e 79,3K para YN.
Micrografias e DRX mostram a influência da
substituição no material puro, principalmente em
relação a morfologia que se destacou quando a
substituição foi feita, em relação ao DRX verificasse
que houve a total substituição das impurezas nos
sítios de cobre, alegado a não formação de segundas
fases.
4. Conclusão
Pela primeira vez fios de YBCO dopados com Zn
e Ni foram obtidos com sucesso pela técnica de SBS.
Estudos sistemáticos estão sendo conduzidos
objetivando a caracterização de um único fio.
5. Agradecimentos
UNESP, PPGCM, DFQ, FAPESP, CAPES e
EPCEM.
Referências 1. Sigmund, W. et al. J. Am. Ceram. Soc. 89, 395–407 (2006) 2. Medeiros, E. S. Mater. Lett. 149, 47–49 (2015). 3. Rotta, M. et al., Ceram. Int. 42, 16230 (2016).
78
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ESFERAS DE PVDF/ARGILA PARA A REMOÇÃO DE
ÍONS METÁLICOS
Mayk F. Cardoso1; Mirian C. Santos2; Luiz F. Malmonge1
1 – Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Câmpus de Ilha Solteira, SP.
2 - Universidade.Estadual Paulista (UNESP), Instituto de Química de Araraquara, Araraquara, SP.
Autor correspondente: Mayk Ferreira Cardoso, Rua Tefé, 121 – Ilha Solteira, SP, [email protected]
Resumo
A contaminação do meio ambiente por metais pesados constitui-se de um sério problema que altera ecossistemas e
tem impacto direto na saúde da população. Desta forma, o desenvolvimento de novos materiais capazes de remover
estes metais é sem dúvida essencial e muito importante. Neste trabalho, foram obtidas esferas de PVDF/argila pelo
método de gotejamento. Imagens de MEV indicaram estrutura interna porosa, porém envoltas por uma cama com
poucos poros. Os ensaios de adsorção foram realizados em água e em água/etanol (95/5), contendo 5 ppm de cobre.
O teste para a determinação do ponto de carga zero (PCZ) que indica o pH ideal da solução onde a adsorção do
metal pelo material é mais efetiva foi determinado como sendo de 6,4 e 5,9, para os meios aquoso e etanoico,
respectivamente. Ensaios de adsorção por batelada indicaram a concentração de 30% de argila em relação à massa
de PVDF como sendo a mais efetiva entre as testadas com remoção de 32,4% e 46,8% do total de cobre presente
para os meios aquoso e etanoico, respectivamente.
Palavras-chave: adsorção de metais, PVDF, argila.
1. Introdução
Os metais pesados são compostos conhecidos por
conta de sua capacidade tóxica e por se acumularem
no meio ambiente. Alguns, como o cobre, possuem
grande aplicação industrial e são comumente
encontrados não só em águas residuárias, mas
também em produtos de consumo como a cachaça,
por exemplo. Dessa forma sua remoção se faz
necessária e a adsorção surge como um bom método
para isso [1].
2. Material e Métodos
As esferas foram preparadas a partir de uma solução
de PVDF e dimetilformamida (30% m/v). À essa
solução foi adicionada argila previamente dispersa em
DMF nas proporções 5, 10, 20 e 30% (m/m) em
relação à massa do PVDF. A forma esférica foi obtida
a partir do gotejamento dessa solução em água
deionizada com o auxílio de uma seringa. Foi
realizado teste para determinação do potencial de
carga zero (PCZ), MEV e testes de adsorção para se
avaliar o potencial de adsorção de íons de cobre tanto
em meio aquoso quanto em água/etanol (95/5).
3. Resultados e Discussão
Imagens obtidas por MEV indicam a existência de
estrutura interna porosa, porém recoberta por uma
camada com pouca quantidade de poros. Em seu
interior, a estrutura é composta predominantemente
por microesferas de PVDF interligadas.
Posteriormente foi determinado o ponto de carga zero
(PCZ) que indica o pH ideal da solução onde a
adsorção do metal pelo material é mais efetiva. O PCZ
foi determinado em água e água/etanol (95/5) e os
valores obtidos foram de 6,4 e 5,9, respectivamente.
Com estes valores, foram realizados testes de
adsorção por batelada. Verificou-se que a quantidade
de argila influencia a adsorção sendo que a remoção
de cobre foi maior conforme se aumentava a
proporção de argila no composto. A amostra contendo
30% de argila apresentou os melhores resultados
sendo que cerca de 200 mg do adsorvente foram
capazes de retirar 32,4% e 46,8% de cobre em
concentração de 5 ppm em meio aquoso e
água/etanol (95/5), respectivamente.
4. Conclusão
Apesar de constatada a adsorção, a relativa baixa
capacidade de adsorção pode ser explicada pela
dificuldade da água em penetrar a esfera por conta da
matriz hidrofóbica de PVDF. A maior remoção para o
meio etanoico pode indicar maior facilidade deste em
molhar a superfície do adsorvente.
5. Agradecimentos
CNPq
Referências [1] S. A. Al-Saydeh, N. H. El-Naas, S. J. Zaidi, Journal Of Industry
and Engineering Chemistry, 56 (2017)
79
FABRICAÇÃO DE MOLDES PARA ENSAIO ACÚSTICO DE ESPUMA POLIURETANA (PUF)
Enio H. P. Silva; Guilherme Waldow; Guilherme I. Bueno; Romeu R. C. Da Costa.
Laboratório de materiais compósitos, Universidade Tecnológica federal do Paraná.
Autor correspondente: Guilherme Irigoyen Bueno, Cornélio Procópio - 86300-000, [email protected]
Resumo
Diante das inúmeras aplicações da espuma poliuretana (PUF) fica necessário caracterizar o seu comportamento
acústico. Para o ensaio acústico são necessárias duas dimensões de corpos de prova. Os moldes fabricados foram
capazes de produzir corpos de prova de acordo com as dimensões especificadas, os melhores resultados foram
obtidos com as moldagens na vertical e com saída de ar.
Palavras-chave: espuma, poliuretana, acústico, moldes.
1. Introdução
Devido suas propriedades mecânicas de baixa
condutividade térmica, baixa permeabilidade à
umidade e adequada resistência mecânica, as
espumas de poliuretana podem ser utilizadas como
revestimentos para a construção civil e isolamento
industrial e comercial [1].
A eficiência do material como isolante acústico
varia de acordo com a frequência da onda aplicada,
espessura do material testado, formato dos poros do
material, tamanho das células, densidade e espessura
das paredes [2]
Este trabalho visa a manufatura de dois moldes
que forma utilizados para a construção de corpos de
prova de espuma poliuretana (PUF) para o ensaio
acústico e avaliação dos mesmos.
2. Material e Métodos
Os corpos de prova devem ter o formato
cilíndrico com as dimensões especificadas de 29 mm
e 100 mm de diâmetro e com 10 mm de espessura [3].
A figura 1a mostra o primeiro molde produzido.
Esse possuía o corpo cilíndrico inteiriço, e duas
tampas que garantiam a dimensão final do corpo de
prova, todos os componentes foram fabricados em
aço SAE 1045.
Sendo necessário melhorias no processo de
produção, foi fabricado um novo modelo com as
mesmas dimensões finais dos CDP’s. O novo modelo
possuía o corpo bipartido e duas tampas que
garantiam a dimensão final do corpo de prova. O
molde definitivo pode ser visto na figura 1b.
A figura 1c mostra o molde para os corpos de
prova com dimensões finais de 100 mm de diâmetro e
10 mm de espessura. O corpo foi produzido a partir de
um único tarugo de aço SAE 1045, e para o
fechamento do molde, a tampa e a base foram
produzidas em Nylon.
Figura 1: Moldes fabricados. a) Molde 29 mm inteiriço.
b) Molde 29 mm bipartido. C) Molde 100 mm.
3. Resultados e Discussão
Os corpos de prova produzidos com o molde de
29 mm inteiriço na maioria das vezes apresentaram
bolhas no centro da superfície superior. Estas bolhas
ocorrem devido à falta de saída de ar. Esse problema
foi resolvido com a construção da segunda versão do
molde. Com o molde bipartido esses problemas foram
atenuados. O molde era posicionado verticalmente,
conforme figura 1b, e a junção na direção de
crescimento da PUF, o que evitava o enclausuramento
de bolhas. O molde de 100 mm foi utilizado da mesma
forma que descrito para o molde de 29 mm, o furo
para escape de ar foi posicionado na vertical.
4. Conclusão
Verificou-se uma melhora na eficiência de
construção dos corpos de prova quando eles foram
moldados e curados na vertical. A utilização do molde
inteiriço de 29 mm causou defeitos nos corpos de
prova. O molde de 100 mm apresentou resultados
satisfatórios na construção dos corpos de prova.
5. Agradecimentos
Agradecemos à Kehl, Alcoa e ao LMC que
possibilitaram a realização deste trabalho.
Referências [1] M. C. Silva; et al., Composites of Rigid Polyurethane Foam and
Cellulose Fiber Residue, Journal of Applied Polymer Science (2010).
[2] M. Bruneau; C. Potel. Materials and Acoustics Handbook.
London: John Wiley & Sons (2006).
[3] B. & Kjær, Impedance Tube Kit (50Hz–6.4kHz) Type4206.
Nærum: Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S (2016).
80
SÍNTESE DE FIOS DE ÓXIDO DE COBRE PELA TÉCNICA DE SOLUTION BLOW SPINNING
Alex N. B. da Silva; Marcia R. M. Aouada; Rafael Zadorosny
Departamento de Física e Química, Universidade Estadual Paulista – UNESP, Ilha Solteira
Autor correspondente: Alex Nascimento Bitencourt da Silva, Ilha-Solteira, [email protected].
Resumo
O óxido metálico de cobre (CuO) possui diversas aplicações tais como em supercapacitores, bio-sensores,
nanofluidos dentre outras, e, por conta disso, este trabalho foca na sua produção em forma de fios submicroméricos.
A síntese desse material se baseia em um novo método o qual utiliza de um método sol-gel para o preparo da
solução precursora com a qual, mantas de fios poliméricos são produzidas pela técnica de fiação por sopro de
solução. Essas foram, então, tratadas termicamente a 500ºC/1h e a microestrutura dos fios foi analisada por
imageamento por MEV e DRX.
Palavras-chave: óxido de cobre, SBS, processo sol-gel.
1. Introdução
O CuO pertence à classe dos óxidos de metais de
transição que vem sendo muito estudados devido às
suas várias possibilidades de aplicação tais como
sensores, materiais nano-energéticos, células
fotodetectoras, remoção de poluentes inorgânicos
dentre outras [1,2]. Diversos são os métodos para a
síntese de óxidos metálicos, nesse trabalho foi
escolhido um método sol-gel modificado, o qual foi
apresentado por Rotta M. [3] na síntese de óxidos
supercondutores. Assim, a solução precursora obtida
foi usada na tentativa de se produzir fios pela técnica
de Fiação por Sopro de Solução (Solution Blow
Spinning, SBS).
2. Material e Métodos
A solução precursora sol-gel foi preparada utilizando
acetato de cobre II monohidratado, ácido acético
glacial, ácido propanoico concentrado, metanol e
polivinilpirrolidona (PVP, MM 1.300.000). Esse acetato
foi diluído em solução com 5% de ácido acético, 25%
de ácido propanoico e 65% de metanol. Na sequência,
adicionou-se o PVP em uma concentração de 5% em
peso. A solução final foi deixada em agitação por 24 h
para a homogeneização e estabilização. Os
parâmetros usados na técnica SBS foram: velocidade
de injeção de 3 mL/h, distância de trabalho de 35 cm e
velocidade do coletor de 40 rpm. Por fim, a manta
obtida foi tratada termicamente em 500ºC por 1 hora e
ao final foi obtido um pó de coloração preta. O produto
obtido foi caracterizado por técnica de microestrutura
eletrônica de varredura (MEV) para verificação da
morfologia do material.
3. Resultados e Discussão
Com os resultados da técnica de MEV podemos
verificar alguns tipos de morfologias para o óxido de
cobre, como apresentados na Figura 1. Isso nos leva
a acreditar que o tratamento térmico escolhido não
seja o mais adequado para a obtenção da morfologia
almejada, i.e., fios submicrométricos. Portanto,
estudos futuros deverão conduzidos focando na
determinação de um tratamento térmico mais
adequado.
Figura 1: Microscopias das amostras de CuO após tratamento
térmico.
4. Conclusão
Óxido de cobre foi sintetizado utilizando o método
modificado sol-gel e o emprego da técnica de SBS no
intuito de se obter fios submicrométricos. Os
resultados obtidos indicam que há necessidade de
estudos sobre o tratamento térmico de tais amostras.
5. Agradecimentos
FAPESP 2016/12390-6
Referências [1] Z. Qiaobao, et al., Progress in Materials Science, v. 60, p. 208-
337, 2014
[2] X-Y. Yu, et al., ACS Appl Mater Interfaces, v. 4 p. 1954-1962,
2012
[3] M. Rotta, et al., Ceramics International, v. 42, p. 16230-16234,
2016
81
EFEITO DO EXCESSO DE FERRO EM FILMES DE BiFeO3
Wellington A. F. de Sena; Eudes Borges de Araújo.
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - FEIS, Grupo Ferroelétricos.
Eudes Borges de Araújo, Departamento de Física e Química. Av. Brasil Sul, 56 - Centro, Ilha Solteira - SP, 15385-
000. [email protected]
Resumo
Filmes finos de BiFeO3 foram preparados com excesso de ferro usando o método Pechini. Os filmes foram
cristalizados em 600° C por 40 minutos. Estudos de difração de raios-X evidenciaram a estrutura cristalina
romboédrica com fases secundárias de Bi2Fe4O9 mostrando alteração no tamanho do cristalito e do microstrain.
Palavras-chave: ferrita de bismuto, ferroelétricos, cristalito, microstrain.
1. Introdução
A ferrita de bismuto, BiFeO3, é um material
multiferróico com estrutura peroviskta apresentando
ferroeletricidade (FE) na temperatura de Curie e
antiferroeletricidade (AFE) na temperatura de Néel. O
entendimento das propriedades do BFO permite a
aplicação nos mais diversos dispositivos eletrônicos
devido a sua polarização remanescente.
2. Material e Métodos
Foi utilizado o método de Pechini para a
obtenção da resina polimérica para a produção de
filmes finos, o ácido acético (CH3COOH) foi usado
como solvente para a solução composta de nitrato de
bismuto (Bi(NO3)35H2O) e nitrato de ferro
(Fe(NO₃)₃9H₂O) [1,2]. O trabalho foi realizado
produzindo filmes finos de BiFeO3 variando a
estequiometria do ferro, BiFe1+xO3 (0 ≤ x ≤ 12). O
filme foi preparado com 4 deposições, 4 pirólises a
300⁰C durante 20 minutos e cristalização a 600⁰C
durante 40 minutos.
3. Resultados e Discussão
Figura 1 – Ajustes Williamson-Hall de Γcos(θ) versus
4sen(θ) para os filmes finos de BFO depositados
sobre substratos Pt.
Um estudo preliminar de difração de raios-X
mostra cristalização da fase secundária Bi2Fe4O9 para
o BFO [3,4]. Usando o método Rietvield associado a
equação de Williamson-Hall (fig. 2.a) obteve-se o
tamanho de cristalito D (figura 1), a relação do
tamanho de cristalito D vesus excesso de ferro (figura
2.a) e o microstrain (figura 2.b).
Figura 2.a – Tamanho do cristalito D versus Excesso de
Ferro usando ajustes Williamson-Hall; Figura 2.b –
Microstrain versus Excesso de Ferro. A linha ligando os
pontos tem função apenas de guia para os olhos.
4. Conclusão
Para valores abaixo de 8% de ferro o tamanho do
cristalito é maior devido os átomos de bismutos em
excesso na rede, isso se deve à ausência de átomos
de ferro para formar a célula unitária. Acima de 8% se
inverte, tendo com isso um excesso de ferro e
ausência de bismuto.
5. Agradecimentos
Departamento de Física e Química – FEIS/UNESP;
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior - CAPES
Referências [1] S. Fujino, M. Murakami, V. Anbusathaiah, S. H. Lim, V.
Nagarajan, C. J. Fennie, M. Wuttig, L. Salamanca-Riba, and I.
Takeuchi, Appl. Phys. Lett. 92, 202904 (2008).
[2] R.A. Assink, R. W. Schwartz, Chem Mater. 5, 1993.
[3] J. Yan, M. Gomi, T. Hattori, T. Yokota. H. Song Thin Solid Films,
542, 2013
[4] G. Catalan, J.F. Scott, Adv. Mater. 21, 2463 (2009).
82
Preparação e Caracterização da MCM -41 inorganofuncional izada com Ti( IV)
Maiara de S. Magossi e Devaney R. do Carmo
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, UNESP - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Departamento de Física e Química. Laboratório de Materiais Nanoestruturados.
Autor correspondente: Maiara de Souza Magossi, [email protected]
Resumo
O presente trabalho, apresenta a preparação e caracterização da MCM-41 inorganofuncionalizada com titânio (IV). O
material obtido (MTi) foi caracterizado por técnicas espectroscópicas, tais como: Espectroscopia na Região do
Infravermelho (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS).
Nos espectros de FTIR foi possível observar bandas características da matriz MCM-41 e das ligações Si-O-Ti,
referentes a possível inorganofuncionalização. Na MEV da MCM-41 observou-se partículas esféricas distribuídas
homogeneamente, e após a inorganofuncionalização com o titânio, verificou-se a formação de um aglomerado
dessas partículas. Portanto, através dos resultados obtidos, conclui-se que a preparação da MCM-41 e do MTi foram
conduzidas com sucesso.
Palavras-chave: MCM-41, inorganofuncionalização, materiais porosos.
1. Introdução
Os materiais mesoporosos, como a MCM-41, são excelentes suportes catalíticos, que podem gerar sítios ácido/base durante ou após a síntese, por impregnação ou por substituição isomorfa de um heteroátomo, especialmente na incorporação de metais como Al, Ti, Zr, B, V e outros [1-2]. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho foi preparar, caracterizar e inorganofuncionalizar a MCM-41 com titânio (IV). O material obtido (MTi) foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas, tais como: espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).
2. Material e Métodos
Síntese da MCM-41
- 25,60g de hidróxido de amônio
- 3,70g de brometo de cetiltrimetilamônio
- 69,40g de água deionizada
- 37,80g de etanol
- 7,10 g de ortosilicato de tetraetila
- Agitação por 2 h a temperatura ambiente
- Filtração e secagem (temperatura de 60ºC)
- Calcinação a 550°C durante 5 horas
Inorganofunconalização da MCM-41 com Titânio
1ª etapa:
- 3,0 g da MCM-41;
- 150 mL de THF;
- 2 mL de isoprópoxido de titânio;
- Agitação por 24 h a 66ºC;
- Filtrado e lavado com THF;
- Seco à temperatura de 60ºC;
2ª etapa:
- Repouso por 12 h com água deionizada;
- Filtrado e lavado com água deionizada;
- Seco à temperatura de 100ºC;
3. Resultados e Discussão
No espectro de FTIR da MCM-41, observou-se uma banda larga na região de 3450 cm-1, devido à ligação Si-OH dos grupos silanóis e uma banda na região de 1636 cm-1, referente as vibrações de deformação das moléculas de água adsorvidas. Já as bandas no intervalo de 1100 cm-1 a 800 cm-1 são correspondentes às vibrações de alongamento assimétrico e simétrico das ligações Si-O-Si [2, 3]. O espectro do MTi, foi possível observar bandas referentes a matriz MCM-41, e na região de 468 cm-1 uma banda que corresponde as ligações Si-O-Ti. Através da MEV foi possível observar partículas esféricas distribuídas homogeneamente para a MCM-41, e após a inorganofuncionalização com o titânio verificou-se a formação de um aglomerado dessas partículas. A análise de EDS apresentou os seguintes elementos: Si, O e Ti presentes na estrutura da MCM-41 e do MTi.
4. Conclusão
Através das análises espectroscópicas
supramencionadas, conclui-se que a preparação e a
inorganofuncionalização da MCM-41 com titânio foi
conduzida com sucesso. Desta forma, o material pode
ser utilizado para a adsorção de íons metálicos e para
possíveis aplicações eletroanalíticas.
5. Agradecimentos
CAPES e FAPESP
Referências [1] M. S. B. Fontes, D. M. A. Melo, J. M. F. Barros, R. M. Braga, M. A. F. Melo, V. A. Fontes. Therm Anal Calorim 204, 119 (2015) [2] M. S. B. Fontes, D. M. A Melo, C. C. Costa, R. M. Braga, M. A. F Melo, J. A. B. L. R. Alves. Materials Research. 18, 608 (2015) [3] Meléndez-ortiz, H. I. et al.Ceramics International 40, 9701 (2014)
83
Fabricação de fios submicrométricos poliméricos como matriz para supercondutores
cerâmicos.
Ana M. Caffer; Alexsander L. Pessoa; Maycon Rotta; Claudio L. Carvalho; Rafael Zadorosny
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - GDAM Av. Brasil, 56, centro, 15385-000, Ilha Solteira, SP, Brasil, [email protected]
Resumo
Supercondutores em nanoescala apresentam propriedades distintas daquelas de exemplares macroscópicos e, com isso, é
possível que novas aplicações surjam. Neste sentido, no presente trabalho estudou-se a produção de fios submicrométricos de
PVP (polivinilpirrolidona). O PVP foi dissolvido na mesma solução precursora usada na dissolução dos sais metálicos para a
produção de supercondutores cerâmicos. Com o intuito de obter soluções estáveis e fibras com pequenos diâmetros (< 300 nm),
dez soluções contendo de 1% a 10% de PVP em solução foram estudadas. O processo de obtenção dos fios, a partir da técnica
de Solution Blow Spinning (SBS), foi feito para quatro dessas soluções, em três diferentes taxas de injeção. Os diâmetros médios
de cada uma das amostras foram obtidos analisando imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Observou-se que,
utilizando a técnica de SBS, as fibras com 5% de PVP são as que possuem melhores morfologias, tais como menos gotas, maior
uniformidade e menores diâmetros. As fibras com 3% de PVP em solução foram as de mais difícil obtenção devido à pouca
quantidade de material polimérico, dificultando a formação dos fios. Os diâmetros dos nanofios aumentam conforme a
porcentagem de PVP em solução é aumentada, estando entre 98nm e 388nm.
Palavras-chave: Solution Blow Spinning, fios submicrométricos, nano materiais. 1. Introdução
A técnica de Fiação por Sopro de Solução
(Solution Blow Spinning, SBS) foi desenvolvida em
2009 por Medeiros1 e tem sido intensamente
empregada na fabricação de nanofibras poliméricas.
Para a produção das fibras, a solução polimérica é
inserida em uma seringa e ejetada por uma agulha a
uma taxa constante. Uma segunda agulha de diâmetro
maior fica concêntrica com a primeira e, por ela, flui ar
comprimido. Dessa forma, o ar arrasta a solução até
um coletor. Ao longo do trajeto entre a agulha e o
coletor, há a evaporação dos solventes e, assim, as
fibras são formadas e coletadas.
2. Material e Métodos
A solução precursora foi feita adicionando PVP
em solução contendo 65% de metanol, 10% de ácido
acético e 25% de ácido propiônico. Todo o conjunto foi
mantido em agitação magnética por 24h em
temperatura ambiente, como descrito na Ref. [2]. Com
isso, dez amostras foram feitas contendo de 1% a
10% de PVP em solução. O processo de produção
das fibras foi feito com as soluções de 3%, 5%, 7% e
10% de PVP usando três diferentes taxas de ejeção,
i.e., 1,5 mL/h, 3 mL/h e 6 mL/h. A pressão do ar foi
ajustada para cada solução e para cada taxa de
ejeção, variando-a até que jatos constantes fossem
observados. Ao final, foram obtidos doze espécimes,
os quais foram analisados por Microscopia Eletrônica
de Varredura (MEV) para obtenção dos diâmetros
médios e análise morfológica.
3. Resultados e Discussão
Ao analisar as dez soluções com diferentes
concentrações de PVP, foi possível perceber que, ao
aumentar a porcentagem de polímero na solução, há
um aumento da sua viscosidade. Além disso, assim
como relatado por Oliveira3, há três regimes evidentes
com relação às viscosidades, sendo eles, regime
diluído, semi-diluído e concentrado. Os diâmetros dos
fios foram maiores conforme o aumento da
viscosidade. Contudo, a porcentagem de PVP não
influenciou na densidade das soluções, que se
manteve em torno de 0,9 g/mL para todos os casos.
Os fios submicrométricos com 3% de PVP
apresentaram muitas gotas (beads). Já os fios com
5% e 7% de PVP foram especialmente interessantes
devido à uniformidade apresentada e facilidade de
produção. Por outro lado, os fios com 10% de PVP
tiveram diâmetros muito grandes e a solução provocou
entupimentos na agulha por conta da alta viscosidade.
4. Conclusão
Os fios submicrométricos com 5% de PVP
foram os de melhor característica, i.e., apresentaram
os menores diâmetros, morfologia contínua com
poucas gotas e as melhores condições de produção.
Os fios com 3% de PVP possuem uma baixa taxa de
produção. Os fios com 7% de PVP possuem
morfologia semelhante à dos fios de 5% de PVP,
porém com diâmetros um pouco maiores. Já com 10%
de PVP, houve dificuldade em sua produção devido à
alta viscosidade da solução, causando entupimentos
na agulha e apresentando grandes diâmetros.
5. Agradecimentos
FAPESP processo 2016/12390-6 e CNPq pela bolsa.
Referências [1] E. S. Medeiros, et al. Solution blow spinning: A new method to
produce micro‐and nanofibers from polymer solutions. Journal of
Applied Polymer Science, v. 113, n. 4, p. 2322-2330, 2009.
[2] M. Rotta, et al. YBCO ceramic nanofibers obtained by the new
technique of solution blow spinning. Ceramics International, v. 42, n.
14, p. 16230-16234, 2016.
[3] J. E. Oliveira, et al. Nano and submicrometric fibers of Poly(D,L-
Lactide) obtained by solution Blow spinning : Process and solution
variables. J. Appl. Polym. Sci. 122, 3396–3405 (2011).
84
ESTUDO DE ADSORÇÃO DE ÍONS CÁDMIO(I I ) EM UM SILSESQUIOXANO ORGANOFUNCIONALIZADO COM GRUPOS
IMIDAZOL.
Devaney R. do Carmo, Daniela R. Silvestrini, Denys R. Oliveira, Tayla. S. Silveira Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Autor correspondente: Devaney Ribeiro do Carmo Avenida Brasil, 56 – Ilha Solteira – SP – Brasil
[email protected] Resumo
Silsesquioxanos são nanoestruturas com a fórmula empírica (RSiO1,5)n, possui inúmeras aplicações, no presente
trabalho o octa(3-cloropropil)octasilsesquioxano (SS) foi organofuncionalizado com grupos imidazol (SSI),
caracterizado por diferentes técnicas espectroscópicas, tais como Infravermelho (FTIR), Difração de raios-X,
Ressonância magnética nuclear no estado sólido (RMN), e aplicado na adsorção de íons Cd+2 em meio aquoso e
etanol.
Palavras-chave: nanoestruturas, octa(3-cloropropil)octasilsesquioxano, técnicas espectroscópicas.
1. Introdução
Silsesquioxanos são nanoestruturas com a
fórmula empírica (RSiO1,5)n, em que R é um átomo de
hidrogênio ou um grupo orgânico e n=4, 6, 8, 10 (n ≥
4)1. Os silsesquioxanos têm um grande número de
aplicações, e esse número aumenta quando estas
estruturas são utilizadas como precursores na
formação de materiais híbridos orgânicos e
inorgânicos2. Neste trabalho, o octa(3-
cloropropil)octasilsesquioxano (SS) foi
organofuncionalizado com grupos imidazol (SSI).
2. Material e Métodos
Em um balão reacional foi adicionado 27,0 mL de
HClconc, 43,0 mL de 3-cloropropiltrietoxisilano e 800 mL
de metanol, deixou em repouso durante 6 semanas
em temperatura ambiente, posteriormente foi
organofuncionalizado.
3. Resultados e Discussão
O espectro vibracional do SSI (Figura 1)
apresentou uma banda em ~1120 cm-1 relacionada
com o estiramento Si-O-Si(uSi-O-Si) correspondente à
estrutura cúbica da matriz precursora (SS) e
absorções entre 1300 and 1540 cm-1 que foram
atribuídas às vibrações do anel imidazólico (uC=C,
uC-N e uC=N)4.
Figura 1: Espectro vibracional do SSI.
O material também foi caracterizado pela
técnica de difração de raios-X e observou-se uma
perda de cristalinidade do material funcionalizado em
relação aos seus precursores (SS e imidazol).
Através das isotermas mostradas na Figura 3A
foi encontrada uma cinética de adsorção de 40
minutos para os meios estudados. A Figura 3B,
mostra os valores da quantidade máxima adsorvida
(Nf) no intervalo de concentração estudado para íons
Cd2+ foram 18,25×10-5 mol g-1, 22,83×10-5 mol g-1 e
36,00×10-5 mol g-1 nos meios aquoso, etanólico 42% e
etanólico 99%, respectivamente.
Figura 3 : A) Adsorção de íons Cd2+ (5,0×10-3 M) pelo
SSI em função do tempo nos meios: (A) aquoso; (B)
etanólico 42% e (C) etanólico 99%, B) Adsorção de
íons Cd2+ pelo SSI em diferentes concentrações nos
meios: (A) aquoso; (B) etanólico 42% e (C) etanólico
99%.
4. Conclusão
Os resultados de adsorção de íons Cd2+ obtidos para o SSI em todos os meios estudados mostraram uma alta capacidade de adsorção do material, principalmente em meio etanólico 99%, este comportamento em relação ao solvente se deve ao fato de que o processo de adsorção a partir de soluções envolve diversas forças de interação, o etanol tem menor constante dielétrica, é menos polar que a água, ocasionando certa dificuldade na solvatação. Sendo assim, sugere-se uma interação mais intensa da água com a superfície modificada e seus grupos polares, além de solvatar melhor os íons metálicos em solução, fazendo com que ocorra uma diminuição na quantidade de íon adsorvido. Referências
[1] Cordes, D. B.; Lickiss, P. D. e Rataboul, F. Chem. Rev.
2010, 110, 2081.
[2]Kuo, S. W. e Chang, F. C. Prog. Polym. Sci. 2011, 36,
1649.
[3]Yin, P.; Xu, Q.; Qu, R; Zhao, G. e Sun, Y. J. Hazard. Mat.
2012, 173, 710.
[4]Silverstein, R. M.; Welbster, F. X. Spectrometric
identification of organic compounds. New York: John
Wiley and Sons, 1996.
85
Estudo de resíduos de fornos DTR para apl icação na construção civi l
Lucas Souza e Silva Teixeira1; Claudio L. Carvalho1; Mauro Mitsuuchi Tashima2
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Dep. de Física e Química1, Departamento de Engenharia Civil2 Ilha solteira,
SP, Brasil;
Claudio L. Carvalho – [email protected]
Resumo
Neste estudo, que tem por finalidade a descoberta de um descarte racional de cinzas de material polimérico de
diversas origens, realizou-se testes com estudos de difratometria de raio X e microscopia para descoberta do que se
trata essa cinza e quais são suas características intrínsecas. Nesse sentindo, em um futuro próximo, serão realizados
trabalhos relacionados a adição deste material no concreto e ensaios de resistência com corpos de prova, pois assim
será possível avaliar sua influência da cinza como aditivo. É importante ressaltar que essa cinza é tóxica quando
descartada no meio ambiente, o que cria uma necessidade de criação destinos que não acarretem prejuízo
ambiental.
Palavras-chave: cinza de material polimérico, cinza hospitalar.
1. Introdução
Estudos difratométricos¹ tem a finalidade de
descobrir a composição química de um material
baseado no comportamento de difração quando ele
é exposto ao raio X.
Já a microscospia² tem a finalidade de ampliar as
imagens de um objeto para que se revelem
características não vistas a olho nu.
As Cinzas Poliméricas estudadas são resultado da
incineração de polímeros de diversas origens. Essa
cinza, devido suas características intrínsecas é
tóxica no meio ambiente, pois quando exposta na
natureza pode contaminar solos e lençóis freáticos.
Tornar-se aditivos³ para concreto é uma alternativa
que pode ser viável para descarte dessa cinza,
uma vez que, esse material ficará isolado no corpo
de concreto. Porém, é necessário estudar o
comportamento da cinza em corpos de prova para
avaliar se há alguma alteração nas características
do concreto.
2. Material e Métodos
Inicialmente foram feitos ensaios e interpretações
de DRX e de microscopia com o auxílio do
difratometro de raio X e microscópio eletrônico
respectivamente.
Futuramente, serão realizados ensaios de
resistência axial com a presença da cinza
polimérica em corpos de concreto. A disposição
desses cinzas será feita de acordo a NBR-7212
para dosagem de concreto. Além disso, Ensaios
referentes a granulometria também serão feitos
para avaliar a distribuição diametral das cinzas.
3. Resultados e Discussão
O DRX feito sobre as cinzas poliméricas exibiu os
maiores picos em 25º e 60º nos ensaios que foram
feitos sem tratamento, 475ºC/5 horas, 588ºC/5
horas e 721ºC/8 horas. É importante ressaltar que
os ensaios apresentaram intensidade (a.u.)
crescente respectivamente.
Já a microscopia demostrou entidades de
diferentes tamanhos e formatos que em um
primeiro momento, quando aquecidas, formam
agregados maiores, porém com temperaturas mais
elevadas há um esfarelamento da cinza.
4. Conclusão
Até o momento ainda não há dados referente a
possibilidade de um novo aditivo, porém, esse
estudo, em caso de resultado positivo, pode trazer
dois grandes benefícios, o primeiro será a criação
de um novo aditivo para a construção civil e o
segundo será a possibilidade de disposição de um
material tóxico em meio ambiente em um local
adequado.
5. Agradecimentos
A Faculdade UNESP – Ilha Solteira por
proporcionar aos alunos diversas oportunidades de
iniciação cientifica.
Referências [1] B. D. Cullity, Elements of X-ray Diffraction, Addison Wesley,
Massachussets (1978).
[2] Walter A. Mennheimer, Microscopia dos Materiais – Uma
Introdução, Rio de janeiro (2002).
[3] ABNT NBR 7212 (2012).
86
TESTES DE FLAMABILIDADE VERTICAL DE POLIURETANOS DOPADOS
Guilherme Waldow; Flaminio C.P. Sales; Ênio H. P. da Silva; Amanda A. X. da Silva; Romeu R. C. da Costa.
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Laboratório de materiais compósitos
Autor correspondente: Guilherme Waldow, Cornélio Procópio - CEP: 86.300-000, [email protected].
Resumo
Tendo em vista o aumento da preocupação com a combustão dos materiais a que somos expostos, o presente
trabalho trouxe os resultados do teste de flamabilidade vertical do Poliuretano denso e da espuma de Poliuretano
dopados com variadas quantidades retardante de chama alumina tri-hidratada (ATH). Nenhum dos corpos ensaiados
passaram no teste, mas apresentaram melhoras promissoras nas propriedades de flamabilidade.
Palavras-chave: Poliuretano, espuma, flamabilidade vertical, Alumina tri hidratada.
1. Introdução
Preocupações com a flamabilidade dos
materiais tem aumentado por parte da população.
Atualmente, os custos vindos de incêndios são
equivalentes a 1% de todo PIB global por ano [1]. Uma
das formas de resolver esse problema consiste no uso
de retardantes de chama [2].
Esse trabalho teve como objetivo discutir a
efetividade da alumina trihidratada (ATH) agindo como
retardante de chama no poliuretano denso (PU) e na
espuma de poliuretano (PUF), ambos de origem
vegetal.
2. Material e Métodos
Todos os cdp’s tiveram uma densidade
polimérica de cerca de 180 kg/m3. A ATH foi
adicionada com uma proporção total de massa de 0%,
10%, 20% e 30% em ambos os polímeros. Os testes
de flamabilidade vertical foram feitos conforme a
ASTM D3801-10 [4]. Nesse teste o corpo é preso
conforme mostrado na figura 1.
Figura 1. Teste de flamabilidade vertical
As possíveis classificações por esse teste são
V0, V1 e V2. Os resultados obtidos podem servir como
indicador inicial para aprovação do uso em
determinadas finalidades, melhorando assim sua
gama de aplicações.
3. Resultados e Discussão
Os resultados dos ensaios do PU e da PUF
mostraram retardamentos significativas conforme
aumentou-se a adição de ATH nos cdp’s. No entanto,
como o ensaio vertical considera apenas o tempo
(Tabela 1) até a extinção da chama, o PU denso não
pôde ser classificado conforme a norma porque o
mesmo não apresentou extinção. A PUF apresentou
valores de tempo em chama decrescentes (Tabela 1),
mas não suficientes para a classificação.
Tabela 1. Valores de tempo em chama até a extinção das amostras.
Dopagem (ATH) PU denso (s) PUF (s)
Puro 88,01 16,88
10% 103,70 2.54
20% 70,02 2.58
30% 44,77 1.95
4. Conclusão
Uma das maiores preocupações no uso de
materiais poliméricos são precauções de segurança e
os fumos toxicos que podem ser liberados com sua
combustão. Nenhum dos corpos de prova ensaiados
passou no teste de classificação V. Todavia, esses
estudos apresentaram melhoras consideráveis nas
propriedades de flamabilidade e abrem uma ampla
variedade de opções que podem ser exploradas,
combinando custos baixos e consciência ambiental.
5. Agradecimentos
Agradecemos a Kehl, Alcoa e ao LMC-UTFPR
Referências [1] L. Costes, F. Laoutid, S. Brohez, P. Dubois, Mater. Sci. Eng. R
Rep., 117, 1-25 (2017).
[2] X. Pang, R. Chang, M. Weng, Polym. Eng. Sci., (2018).
[3] W. Wang, Y. Pan, H. Pan, W. Yang, K. M. Liew, L. Song, Y. Hu,
Key. Eng. Mat., 123, 212-221 (2016).
[4] ASTM D3801-10. Standard Test Method for Mensuring the
Comparative Burning Characteristics of Solid Plastics in a Vertical
Position (2010).
87
UTILIZAÇÃO DE GESSO NA FABRICAÇÃO DE BLOCO CERÂMICO
Fernanda B. da Fonseca; Marcelo J. S. Gomes, Faculdade Pitágoras – Campus São Luís/MA
Fernanda Barros da Fonseca, São Luís/MA, [email protected]
Resumo
O objetivo desse trabalho é a identificação da viabilidade do aditivo de gesso analisando cada etapa com base na
NBR 15270-1. Analisando a viabilidade aplicação dos ensaios para comparar a resistência das peças de bloco
cerâmico sem e com aditivo de gesso virgem e reutilizado da construção civil apresentando sua viabilidade técnica,
econômica e ambiental. Finalizando, este trabalho incrementou as informações a respeito do gesso, bem como,
auxiliar no desenvolvimento de novos materiais e tecnologias; promovendo assim, conhecimentos que possam
contribuir para melhoria da qualidade da oferta dos materiais e colaborando no processo de desenvolvimento
sustentável na construção civil.
Palavras-chave: Gesso. Processo de fabricação. Blocos cerâmicos.
1. Introdução
Como produto industrializado, o bloco cerâmico
apresenta características como à facilidade de
execução da alvenaria, o conforto térmico e acústico,
variadas formas de boquilhas e boa resistência
mecânica. Sua evolução e diversificação
acompanham as exigências do tipo de obra e da
técnica construtiva empregada.
O processo de fabricação dos produtos de cerâmica
vermelha utiliza como principal matéria-prima a
argila, passando pelas etapas de extração,
preparação da massa, moldagem, empilhamento,
secagem e queima.
2. Materiais
A utilização de gesso na fabricação de bloco
cerâmico executando testes de resistência das peças
baseados na NBR 15270-1 e aplicação feita com 8, 5,
1 e 0,5% apresentando a viabilidade técnica,
econômica e ambiental.
3. Resultados e Discussão
De acordo com a pesquisa aplicada, concluímos que
o uso de 0,5% de gesso virgem como agregado no
processo de fabricação de blocos cerâmicos,
apresentou viabilidade tanto econômica quanto
técnica. As aplicações de 8, 5 e 1% não tiveram
resultados satisfatórios, pois não atingiram o formato
padrão e resistência mínima exigidas pela NBR
15270-1.
Gráfico 1: Demonstrativo de horas para secagem no período de inverno. Gráfico 2: Demonstrativo de horas para secagem no período do Verão Na pesquisa observou-se que no Gráfico 1 e 2 houve
uma diferença no processo de secagem entre o
período do inverno e verão. No inverno as peças
sem adição de gesso utilizaram de 192 horas de
secagem e as peças com adição de gesso utilizaram
de 48 horas. Já no período do verão as peças sem
adição de gesso utilizaram 72 horas para secagem e
o com adição de gesso 12 horas para secagem. Não
foi possível agregar o gesso reutilizado no processo
de fabricação, pois não conseguimos aplicação,
devido à indisponibilidade de recursos adequados
para triturar a peça de gesso, fato que impossibilitou
a adição e mistura com a argila, para realizar o
processo de fabricação do bloco cerâmico.
Tabela 1: Demonstrativo de custo no processo de fabricação no
Inverno; Tabela 2: Demonstrativo de custo no processo de
fabricação no verão.
Nas tabelas 1 e 2, com as peças aditivadas de
gesso, o ganho de tempo foi de 75%, quando
comparadas com as que não possuem a mesma
adição, com isso ganhamos em produção 75%.
Assim, se a fábrica, no verão, produz 2 milhões de
peças de blocos cerâmicos, sem adição de gesso,
com adição de gesso, a produção chegará a 3,5
milhões de peças/mês, representando, portanto, um
ganho de 1.5 milhão de peças.
Tabela 3: Demonstrativo da resistência
A tabela 3 traz o resultado da resistência de bloco
simples e bloco estrutural, de acordo com a NBR
15270-1 e a resistência de bloco com adição de
gesso com valor de 2,8 MPA.
4. Conclusão do trabalho
Este trabalho identificou a viabilidade técnica,
econômica e ambiental da adição de gesso à
fabricação de blocos cerâmicos.
Referências [1] ANICER – Associação Nacional da Indústria Cerâmica. Artigo “Segredos da Secagem e Queima”. Revista da ANICER, Ano 11, edição 53, Agosto, 2008. [2]ANICER – Associação Nacional da Indústria Cerâmica. Artigo “Fornos - Existe um tipo especial para a sua empresa”. Revista da ANICER, Ano 11, edição 56, Fevereiro, 2009(a).
88
Síntese de partículas de prata em fibras de PVDF/TiO2
Guilherme S. Padovani; Fernando R. de Paula
Universidade Estadual Paulista “Júlio Mesquita Filho” (Unesp), Ilha Solteira, Grupo de Polímeros.
Resumo
O presente trabalho teve objetivo produzir nanofibras de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) com dióxido de titânio
(TiO2) e adsorver particulas de prata diretamente nas fibras. A nanofibras foram produzidas utilizando a técnica de
fiação por sopro em solução, a produção de particulas de prata tem como objetivo a utilização em fotocatálise assim
como antibactericida. As partículas de prata foram produzidas utilizando duas soluções com sais de nitrato de prata
(AgNO3) e borohidreto de sódio (NaBH4), particulas de prata foram observaveis por MEV apenas em concentrações
mais altas de AgNO3.
Palavras-chave: Partículas de prata, Nanofibras, Compósito
1. Introdução
As partículas de prata podem ser utilizadas em
diferentes áreas e tem sido extensivamente utilizada
em diversos meios como: aplicações catalíticas,
dispositivos óticos, biosensores e detecção
biomolecular. A excelente atividade antibactericida
encontrada nas partículas de prata, fez com que
aumentasse suas aplicações nesse ramo através de
incorporação em tecidos, tintas, desinfetantes,
dispositivos médicos, purificação de água entre
outros1.
A produção de mantas nanofibrosas de
PVDF/TiO2 com adsorção de partículas de prata
possibilita a utilização deste material de diferentes
formas como filtros e revestimentos. Na presença de
luz ultravioleta o TiO2 incorporado desencadeia
reações oxidativas que podem degradar os
microorganismos presentes2,3.
2. Material e Métodos
Poli (fluoreto de vinilideno) PVDF, na forma
granulada, N,N Dimetilformamida (DMF), nitrato de
prata (AgNO3), borohidreto de sódio (NaBH4), dióxido
de titânio.
A síntese das partículas de prata foi realizada da
seguinte forma: primeiramente as mantas foram
produzidas pela técnica de FSS e após a produção das
mesmas, duas soluções aquosas foram preparadas,
uma contendo AgNO3 e outra NaBH4. As fibras foram
submersas na solução de AgNO3, por
aproximadamente 10 minutos, após esse processo foi
borrifado em sua superfície a solução de NaBH4 para
que houvesse a redução da prata iônica e formação
de partículas.
As concentrações utilizadas de AgNO3 foram
(14,7; 29,4; 44,2; 58,9, 88,3 e 117,78 mmol/L).
3. Resultados e Discussão
Difratogramas de raios-X feitos nas mantas
com prata, identificaram nas fibras tratadas com a
concentração de 117,8 mmol/L de AgNO3 foi possível
observar os picos referentes a prata metálica. Na
espectroscopia de EDS, foi possível identificar prata
nas fibras com as concentrações de 5,9; 44,2 e 117,8
mmol/L de AgNO3, além de oxigênio e titânio devido
ao TiO2 incorporado na matriz polimérica. A partir da
concentração 44,2 mmol/L de AgNO3 foi possível
observar claramente o aparecimento de partículas de
prata na superfície das fibras através de imagens
obtidas por MEV
4. Conclusão
Foi possível obter e caracterizar as partículas
de prata produzidas diretamente nas fibras, através da
difratometria de raios-X foi identificado picos
referentes a prata metálica demonstrando que as
partículas de prata não oxidaram, foi comprovado
também a presença de prata através da técnica de
espectroscopia de energia dispersiva.
5. Agradecimentos
Gostaria de agradecer a CAPES, ao grupo de
polímeros e ao DFQ.
Referências [1] D. D. Evanoff.; G. Chumanov,.Chem. Phys. and Phys. Chem.
(2005).
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