Departamento de Física, Química e Matemática

ID: 8801

Resumo

O câncer é um dos mais importantes problemas de saúde pública mundial, sendo caracterizado pelo crescimento desordenado de células anormais no organismo. Segundo dados mais recentes trazidos pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA), o câncer de ovário ocupa o oitavo lugar em morte por câncer entre as mulheres, sendo o mais letal do sistema reprodutor feminino. A modelagem matemática vem como uma ferramenta muito importante para descrever e prever situações no decorrer do tempo. Para tais fenômenos, a Teoria de Conjuntos Fuzzy vem sendo cada vez mais utilizada, devido a sua capacidade de lidar com incertezas inerentes aos procedimentos médicos e biológicos.

Os objetivos deste trabalho foram avançar na teoria relacionada a sistemas baseados em regras fuzzy (SBRF), complementar o modelo matemático fuzzy elaborado por Alonso (2007), que busca predizer o risco de malignidade de tumores ovarianos, introduzindo ao sistema com uma nova variável de entrada denominada nível de HE4.

A metodologia adotada foi a construção de um Sistema Baseado em Regras Fuzzy (SBRF) via MATLAB/OCTAVE, utilizando o método de inferência de Mamdani e a defuzzificação pelo método Centro de Gravidade.

Alonso (2007), desenvolveu um (SBRF) para predizer o risco de malignidade de tumores do ovário, com as variáveis de entrada: Estado Menopausal (classificada em Pré, Peri e Pós-menopausa), Achados Ultrassonográficos (classificados de 0 a 10) e Nível de CA-125 (marcador tumoral, classificado em Normal, Médio e Alto). A variável de saída Tipo de Tumor foi classificada como Benigno e Maligno.

O HE4 (human epididymis protein 4) tem sido apontado em pesquisas recentes, como um novo marcador tumoral importante. Tal substância se altera na maioria dos tumores ovarianos (GASIOROWSKA, 2019). Desse modo, optou-se por acrescentar uma nova variável de entrada no modelo matemático, denominada Nível de HE4 (classificado em Aceitável ou Suspeito). Os intervalos foram definidos de acordo com o limite apresentado por Gasiorowska et al. (2019) para mulheres saudáveis, tanto na pré-menopausa como na pós-menopausa.

Simulações e testes foram realizados com dados hipotéticos. Por exemplo, uma paciente que encontra-se na Pré-menopausa, que possua Achados Ultrassonográficos 2, nível de CA-125 alto e HE4 suspeito, o SBRF forneceu como probabilidades 53% para tumor benigno e 47% para tumor maligno.

O câncer de ovário, apesar de raro, é uma doença fatal devido sua tardia revelação. Unindo a atenção que o problema traz com Teoria dos Conjuntos Fuzzy, foi possível reconstruir o modelo de Alonso (2007) e contribuir com uma nova variável, o HE4, considerada promissora no diagnóstico do câncer de ovário devido a sua alta especificidade.

As simulações indicam que a inclusão do HE4 como variável de entrada torna o modelo mais abrangente, uma vez que a sua alta especificidade auxilia no aprimoramento do diagnóstico, apresentando resultados cujas transições entre os tipos de tumor são graduais.

Apresentação

ID: 9288

Resumo

Há três métodos de cultivo de hortaliças amplamente utilizados: convencional, hidropônico e orgânico. O cultivo convencional é visto com receio por parte da população, que teme que o uso de agroquímicos resulte em efeitos nocivos ao ambiente e à saúde do consumidor. A agricultura orgânica minimiza o uso de agroquímicos e, portanto, é vista como uma alternativa mais saudável. A hidroponia, por sua vez, permite um controle preciso do ambiente de crescimento da planta, pois utiliza soluções nutritivas específicas que permitem um controle minucioso do ambiente da planta. Como a principal forma de contaminação de seres humanos por metais potencialmente tóxicos é a ingestão de alimentos contaminados, é de fundamental importância avaliar a influência do método de cultivo dos vegetais em suas concentrações elementares. Este estudo analisou as concentrações de elementos essenciais e não essenciais em vegetais folhosos amplamente consumidos no Brasil: alface crespa e lisa, couve, escarola e rúcula; cultivados no modo convencional, hidropônico e orgânico. Nosso objetivo foi buscar possíveis relações entre o método de cultivo e as concentrações elementares. As amostras de hortaliças, após lavagem, secagem e moagem, foram submetidas à técnica de digestão ácida assistida por micro-ondas, utilizando ácido nítrico azeotrópico, submetido à alta temperatura e pressão. Após as digestões, as concentrações dos elementos foram analisadas por espectroscopia de emissão atômica por plasma de micro-ondas (MP-AES). As concentrações de cádmio, cobalto e níquel estavam abaixo do limite de detecção na maioria das amostras analisadas. As concentrações de alumínio, bário, ferro e estrôncio seguiram a tendência convencional > orgânico > hidropônico. Vegetais de origem hidropônica e orgânica apresentaram níveis similares de potássio, que foram superiores ao convencional, enquanto vegetais de cultivos convencionais apresentaram concentrações superiores de manganês comparado com os orgânicos. Chumbo e zinco foram observados em concentrações superiores nas amostras orgânicas do que convencionais. Por meio de análise estatística multivariada, concluiu-se que as concentrações dos elementos analisados são mais influenciadas pela espécie da planta do que pelo método de cultivo, apesar de terem sido observadas diferenças em suas concentrações. Com base na observação de que as concentrações de determinados elementos potencialmente tóxicos e essenciais diferiram conforme o método de cultivo, mesmo que de modos distintos, podemos inferir que avaliar o método é fundamental para a escolha da melhor opção para consumo.

Apresentação

ID: 9228

Resumo

A Astronomia desde seu início dependeu da luz emitida ou reemitida pelos astros para obtenção de dados. Foi através da informação trazida pela luminosidade dos corpos celestes que se pôde escrever leis e teorias da Física válidas até hoje. Dentre os instrumentos capazes de receber a informação luminosa e armazená-la, tem-se as câmeras DSLR (Digital Single Lens Reflex). Estas têm se tornado mais acessíveis ao público geral e sua aplicabilidade tem ultrapassado o limite da fotografia, pondendo ser utilizada para registros de astros e técnicas como a da fotometria, contribuindo para o estudo de astros que possuem variação no seu brilho causado por fatores intrínsecos ou extrínsecos, como as estrelas variáveis. Para a validação de registros é preciso que os dados sejam gravados em formato .RAW para assegurar que a informação original obtida pelo sensor da câmera seja preservada. Estes podem ser analisados através do software livre de tratamento de imagem IRIS, capaz de permitir a determinação do brilho da estrela. Baseando-se nas propostas e registros da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO - American Association of Variable Star Observers), durante a Iniciação Científica desenvolvida, foi possível calibrar uma câmera DSLR fotográfica e verificar as potencialidades deste instrumento para a técnica da fotometria.

Apresentação

ID: 9073

Resumo

A qualidade do sono é um dos principais fatores da reparação e manutenção da saúde, já que distúrbios do sono podem ter consequências severas, levando à degradação tanto das condições físicas, quanto mentais, e por fim culminando numa queda geral na qualidade de vida do indivíduo. Essas alterações na
qualidade do sono podem ser observadas de forma particularmente acentuada em idosos. Pesquisas na área de qualidade do sono indicam que existe uma baixa correlação entre as métricas objetivas, obtidas de forma tradicional através do exame de polissonografia, e a autoavaliação da qualidade do sono em indivíduos idosos (60 anos ou mais). Embora estas medidas objetivas indiquem uma clara queda na qualidade do sono com a idade, a autoavaliação indica que esta estabiliza ou tende até a melhorar. Assim, neste trabalho foi realizada a aplicação de métodos de aprendizado de máquina e identificados, dentre fatores sociodemográficos, de estilo de vida e de saúde, quais são os mais influentes na autoavaliação subjetiva da qualidade do sono em idosos. A implementação foi realizada na linguagem Python, acrescida dos vários pacotes para computação científica, aprendizado de máquina e visualização de dados nela disponíveis.

Apresentação

ID: 9527

Resumo

A celulose é o biopolímero mais abundante da Terra, apresentando uma enorme
variabilidade química devido à funcionalização de seus grupos hidroxilas. Ainda, a
celulose apresenta morfologias diferenciadas que são encontradas em uma construção
hierárquica constituintes das plantas, podendo apresentar-se sob a forma de fibras,
microfibrilas e nanocristais de celulose. Microfibrilas de celulose e, em especial,
nanocristais de celulose têm sido objeto de estudo em nanocompósitos em virtude da
sua biodegradabilidade, baixo coeficiente de expansão térmica, anisotropia ótica, alto
módulo elástico (similares ao aço e ao Kevlar), alta razão de aspecto e alta área
superficial. Os nanocristais de celulose podem ser obtidos diretamente das estruturas
das microfibrilas de celulose quando submetidas em condições controladas de hidrólise
ácida. A suspensão coloidal de nanocristais pode ser utilizada na confecção de
nanocompósito visando aprimorar propriedades mecânicas, térmicas e ópticas de uma
matriz, usualmente polimérica. O projeto emprega os nanocristais como material de
reforço numa matriz polimérica de ureia-formaldeído (resina UF) na síntese de um
nanocompósito. Os nanocristais serão extraídos do pó de madeira (serragem) oriundos
da produção residual de madeireiras. A resina UF tem grande aplicação na indústria
madeireira na produção de placas compensadas, tais como a MDF (Medium Density
Fiberboard). Assim, é esperado que as propriedades térmicas e mecânicas do
nanocompósito se apresentem mais vantajosas para a aplicação na produção de placas
compensadas, tais como, maior rigidez, menor absorção de água e maior estabilidade
térmica. Medidas de tensão-deformação, Termogravimetria (TGA) e análise térmica
dinâmico-mecânica (DMTA) serão realizadas para a caracterização mecânica e térmica
do nanocompósito. A estrutura e topologia do nanocompósito serão avaliados através
das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e de Microscopia de Força
Atômica (AFM). O comportamento mecânico teórico do nanocompósito será ajustado a
partir dos modelos de Ouali e Halpin-Kardos. Até então, evidenciamos que o pó de serra é
uma excelente matéria prima, comprovada pelos testes realizados e que os nanocristais
obtidos são de boa qualidade, como foi demonstrado pelas análises realizadas, como a
análise da Razão de Aspecto, que foi de 13 vezes e através da literatura, sabemos que
quanto maior foi essa Razão de Aspecto, maior será a qualidade do nanocompósito
obtido com esse nanocristal.

Apresentação

ID: 9569

Resumo

INTRODUÇÃO: As luciferases de vagalumes lampirídeos emitem luz na região do verde-amarelo e seus espectros são sensíveis ao pH e metais pesados. Nas ultimas décadas tem sido intensivamente usadas em bioanálises de ATP, viabilidade celular, ensaios enzimáticos, e posteriormente seus genes tem sido empregados como os genes repórter mais populares para estudar expressão gênica, biossensores e bioimagem. Recentemente, nosso grupo identificou o sitio de ligação de metais e o mecanismo de sensibilidade ao pH nestas luciferases (Viviani et al., 2018), permitindo a modificação dos sítios de ligação e iniciar a desenvolver luciferases com diferentes sensibilidades espectrais a diferentes metais. A luciferase de Amydetes vivianii é a luciferase com o espectro mais deslocado para o azul (548 nm) entre as luciferases pH-sensitivas, exibindo uma menor sensibilidade ao pH, e sensibilidade seletiva para os metais cádmio e mercúrio. Por esta razão esta enzima constitui um bom substrato para desenvolver luciferase sensora de metais e pH. OBJETIVOS: Através de mutagênese sítio-dirigida, investigar a influência do resíduo H310, na sensibilidade ao pH e a diferentes metais como Cadmio e mercúrio, e as cinéticas dos mutantes. METODOLOGIA: Realizou-se mutagênese sítio-dirigida no cDNA de Amydetes vivianii utilizado o Kit “Phusion High Fidelity DNA Polymerase” (Thermo Scientific) segundo o protocolo do fornecedor. Células BL-21 foram transformadas com plasmídeo pCold-Amy e crescidas em meio LB acrescido de ampicilina e IPTG a 18ºC a overnight. O extrato bruto foi purificado por cromatografia de afinidade usando resinas de níquel-agarose (Qiagen). A intensidade luminosa foi medida usando o luminômetro AB2200 (ATTO, Tokyo) em counts por segundo (cps). O espectro de bioluminescência foi medido no espectroluminomêtro ATTO Lumispectra (Tokyo, Japan). Os valores de K_M foram calculados plotando os inversos de atividade luminescente x concentrações de substratos em gráfico de Lineweaver-Burk. O pH ótimo foi determinado pela medição das atividades em tampões em diferentes pHs. A sensibilidade espectral aos metais foi definida pela medição das atividades e espectros de bioluminescência na presença dos mesmos. RESULTADOS: Foram obtidos os mutantes H310E, H310D, H310T e H310Q. Com exceção do H310T, houve um decréscimo na atividade específica dos mutantes. Em pH 8,0, os espectros de bioluminescências foram parecidos ao da luciferase selvagem (548 nm), já em pH 6,0, a maioria dos mutantes, com exceção de H310T exibiram  um deslocamento espectral mais acentuado para a região do vermelho (603 nm). Com exceção do mutante H310T, os outros mutantes mostraram sensibilidade espectral aumentada a uma gama maior de metais tóxicos e pesados. CONCLUSÃO: Os resultados confirmam a importância da posição 310 na especificidade da enzima por metais. Os resultados sugerem que a substituição da H310 por outros resíduos nesta posição alteram o padrão de carga,  a ponte salina com o resíduo E354 e o tamanho da cavidade afetando a interação e afinidade por diferentes metais.

Processo FAPESP: (2018/26151-9);  Processo CNPq: 401867/2016-1

Apresentação

ID: 9514

Resumo

Em 1988, o matemático e professor Steven H. Strogatz propôs em \cite{STROGATZ_1988} um excêntrico, mas ao mesmo tempo lúdico problema para explorar o tema da classificação de sistemas lineares de equações diferenciais ordinárias acopladas.

Esse problema pode ser modelado por um sistema de equações diferenciais linear em função das variáveis $R(t)$ e $J(t)$ que consistem na variação de sentimentos de amor ou ódio manifestados por Romeu a Julieta e por Julieta a Romeu, respectivamente, no instante $t$, além dos parâmetros $a,b,c,d \in \mathbb{R}$.

Apresentação

ID: 9270

Resumo

A técnica PEO é um processo derivado da anodização convencional que é realizado em alto campo elétrico, cujo objetivo é formar uma camada de óxido sobre a superfície de metais e ligas, melhorando sua resistência mecânica e proteção à corrosão. Neste método, os filmes de óxido formados atingem um potencial de ruptura dielétrica, rompendo o filme passivo e liberando energia que é então dissipada na forma de calor e luz por meio de descargas elétricas de alta energia térmica e de curto tempo vida distribuídas por toda a superfície em tratamento. O óxido de zinco apresenta propriedades bactericidas e sua toxicidade ainda é pouco compreendida, mas é observado uma atividade do composto frente a bactérias gram-positivas e gram-negativas. Por ser um semicondutor do tipo n com um amplo band gap e uma alta energia de ligação, o óxido de zinco pode ser aplicado como um fotocatalisador. O objetivo do trabalho é o estudo das condições de anodização em regime de PEO para incorporação de Zn em ligas de alumínio e o estudo do efeito bactericida e das propriedades fotocatalíticas do revestimento cerâmico. As anodizações foram realizadas por meio de um processo galvanostático em um reator de anodização com camisa de vidro para banho termostatizado e encaixe para dois contra eletrodos de platina, sob agitação constante de um agitador magnético. Foram utilizadas duas ligas de alumínio distintas: uma liga de alumínio 8011 (97,3% - 98,9%) e uma liga de alumínio comercial (98,7%). Assim, pretendeu-se incorporar o elemento Zn na forma de óxido em substratos metálicos por meio da técnica de Oxidação Eletrolítica à Plasma (PEO). O estudo teve como objetivo criar a metodologia para tratamento de metais com propriedades bactericidas induzidas pelo ZnO e o estudo do efeito bactericida frente a agentes patogênicos e as propriedades fotocatalíticas do revestimento cerâmico frente as propriedades de fotodegradação de substâncias modelo. O projeto envolveu o engenho de diferentes eletrólitos para a anodização de uma liga de Al 8011. No entanto, os resultados demonstraram pelas curvas de anodização associadas às aparências do processo e dos substratos metálicos, uma dificuldade em atingir a condição de PEO, levando ao uso de uma liga de alumínio comercial. Além disso, notou-se que as anodizações realizadas na segunda liga, com o eletrólito engenhado, não apresentaram boa reprodutibilidade, demonstrando que a engenharia do eletrólito baseada nas condições disponíveis na literatura de composição, pH e temperatura, não são suficientes para garantir uma previsão do processo. Uma vez que não foi possível obter um processo de PEO reprodutível, não foi possível, mesmo com um agente complexante utilizado para estabilização do íon Zn²⁺, fazer a incorporação do mesmo no Al₂O₃ e, consequentemente, não foi possível estudar eventuais propriedades bactericidas e fotocatalíticas decorrentes da incorporação no Al₂O₃. O uso de outros agentes complexantes, baseados em eletrólitos conhecidos para condição ácida, podem ocasionar um processo de PEO, contudo ainda é necessário fazer o estudo dos mesmos bem como o engenho desses eletrólitos.

Apresentação

ID: 9573

Resumo

INTRODUÇÃO: A bioluminescência é a emissão de luz fria visível a partir da oxidação de substrato conhecido por luciferina na presença de enzima conhecida por luciferase. Nos vagalumes, a bioluminesc~encia requer, além de uma luciferina benzotiazólica  uma luciferase e oxigênio, a presença dos cofatores ATP e magnésio,. É possível quantificar o número de bactérias em uma amostra de maneira rápida e eficaz utilizando métodos bioluminescentes. baseado na presença de ATP, em todas as células vivas. No ensaio tradicional, mistura-se a luciferase a D- luciferina de vagalumes, numa amostra de células lisadas onde o ATP é liberado. A intensidade de luz emitida é detectada em luminômetro, sendo proporcional a quantidade de ATP presente na amostra, que por sua vez é proporcional ao numero de células vivas presentes na amostra, que é. Dessa maneira, a possível determinar a biomassa microbiológica existente na amostra. O método de ATP-Bioluminescência é muito utilizado para teste de toxicidade, teste antibacteriano, antifúngico quantificação de bactérias em amostras humanas, como trato bucal e urinário, tendo sensibilidade já descrita em 1000 UFC/mL. OBJETIVOS: determinar a sensibilidade da luciferase recombinante do vagalume Amydetes vivianii, encontrado no campus de Sorocaba, na detecção de bactérias por método de bioluminescência. METODOLOGIA: Para a obtenção da curva padrão de UFC/mL x Densidade óptica em 600 nm(OD600), foram cultivadas células de E. coli XL1Blue  em meio LB acrescido de tetraciclina até a OD600 1,0. Realizou-se diluição seriada da cultura líquida até o título de 10^-7 UFC e as amostras foram plaqueadas em LB agar com tetraciclina para contagem de UFC/mL. Para a obtenção da curva padrão de [ATP] x atividade bioluminescente, mediu-se a atividade luminescente em counts por segundo (cps) da luciferase de A. vivianii em ensaios com concentrações de 5 x 10^-1 a 5 x 10^-7 mM no luminômetro AB 2200 (ATTO). Para a obtenção da curva de Nº de bactérias x Atividade bioluminescente lisou-se amostras com numero de bactérias conhecido usando o detergente neutro, Triton X-100, e mediu-se as atividades luminescentes. RESULTADOS: A curva de Nº de bactérias x O.D.600 mostrou-se que uma O.D.(600nm) corresponde a ~ 1,0 x 10⁸ bactérias/mL. Obteve-se então uma curva padrão de ATP x atividade luminescente da luciferase, mostrando um limite de detecção de até 10^-14 mols de ATP, onde 10^-14 mols/mL de ATP geram um sinal de ±10000 cps na presença de luciferase. Utilizando as duas curvas obtidas pode-se encontrar a concentração de ATP por UFC/mL, dessa forma o valor obtido foi de que cada UFC possui aprox. 10^-18 mols/mL de ATP. Assim, a sensibilidade deste método permitiu detectar um número mínimo  de aproximadamente 10³ bactérias/mL. CONCLUSÃO: A luciferase de A. vivianii mostrou uma sensibilidade para detectar até aproximadamente 1000 bactérias/mL em amostras líquidas, mostrando uma sensibilidade equivalente ou superior aos kits comerciais. Esse método poderia ser utilizado para medir biomassa microbiológica em uma amostra de água contendo acima de 10³ bactérias/mL. Assim, esta enzima se mostra promissora para o desenvolvimento de kits de detecção de ATP e biomassa altamente brilhante.

Apresentação

ID: 9339

Resumo

INTRODUÇÃO

Nos tempos modernos, uma das áreas que está em ascendência á a nanotecnologia, que entre suas áreas de desenvolvimento está a criação e aplicação de materiais nanométricos, que apenas alterando o tamanho das partículas as propriedades do material [1]. Em relação a ciência dos materiais, um ganhando destaque em pesquisas atuais é o pentóxido de nióbio, que embora possua estudos em aplicações quando macrestruturado, carece de estudos quando nanoestruturado, ademais o Brasil possui a maior reserva de nióbio do mundo [2-3]. Ademais existem os elementos lantanídeos, do bloco f da tabela periódica, os quais estudos vem mostrando que são interessantes dopantes em materiais nanoestruturados, entre eles, o lantânio, material investigado no presente trabalho. [4].

OBJETIVO

Ao final do trabalho se esperava:

• Sintetizar pela rota proposta nanopartículas de pentóxido de nióbio dopadas com lantânio.
• Avaliar a atividade catalítica do material sintetizado frente a reação de esterificação.
• Avaliar como a dopagem interferiu na ação de catalítica.

METODOLOGIA

Realizou-se 8 experimentos referente uma matriz quimiométrica complete de três variáveis. Concentração, temperatura e tempo de reação, sendo os menores níveis 0,0006 mol/L, 140 °C e 24 horas, respectivamente, e o maiores níveis são 0,0012 mol/L,180 °C e 72 horas respectivamente. Para cada experimento aqueceu-se em uma placa de aquecimento com agitação 20 mL de benzil-álcool até a temperatura desejada. Adicionando-se em seguida a determinada quantidade de NbCl₅. Posteriormente se sintetizou três amostras assistidas por micro-ondas, todas utilizando 20 mL de benzil-álcool, uma com 0,1757g de NbCl₅, outra com 0,8255g de NbCl₅e 2,00 mL HCl 37% e a última com 1,0515g de NbCl₅, 2,00 mL HCl 37% e 0,0409g de La(NO₃)₃•6H₂O.

Realizaram-se os testes catalíticos utilizando amostra com material amorfo, amorfo dopado com lantânio e uma sem catalisador, com 0,2% e 0,6% do catalisador em massa, de etanol em relação ao ácido oleico, durante 1 hora à 60 ºC em uma manta de aquecimento. Essas amostras foram obtidas pelos testes descritos na primeira parte desta metodologia, com exceção da cristalizada, que foi obtida após a calcinação em 300 °C de uma amostra amorfa não dopada.

RESULTADOS

Não houve diferenças em nenhuma amostra das condições quimiométricas trabalhas, sempre apresentando o mesmo resultado (material amorfo). Os dados obtidos foram:

Sem catalisador: a taxa de conversão de 19,4%

Com o catalisador amorfo as taxas foram entre 30,7% e 40,0%, para 0,2% e 0,6% do catalisador em massa respectivamente.

Amorfo está dopado com lantânio: taxas foram entre 29,8% e 42,4%, para 0,2% e 0,6% do catalisador em massa respectivamente.

Material cristalino: taxas de 17,2% 17,5%, para 0,2% e 0,6% do catalisador em massa respectivamente.

CONCLUSÕES

Para a obtenção de pentóxido de nióbio amorfo a síntese assista por micro-ondas 2,45 GHz se apresentou mais eficaz e rápida do que utilizando aquecimento com uma placa. É possível afirmar o amorfismo do material estudado favorece a catálise de esterificação em comparação ao mesmo material na forma cristalina. Quando o material amorfo em questão está dopado com lantânio há um pequeno aumento em sua taxa de conversão.

REFERÊNCIAS

[[1]] RÓZ, A. L. D. et al. Nanoestruturas: Princípios e aplicações. 1 ed. Rio de Janeiro. Elsevier Editora Ltda. Coleção Nanociência e Nanotecnologia. 2015. v.1, p. 3-33.

[2] RANI, R. A. et al. Thin films and nanostructures of niobium pentoxide fundamental properties, synthesis methods and applications. Journal of Materials Chemistry. Chicago, Ano 02, n.2, p. 15683-15703. Julho de 2014. Chicago

[3] BRITTES, Tamires Luara de Oliveira. Et al. Panorama nacional do nióbio entre os anos de 2010 a 2014. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. São Paulo, Ano 03, Ed. 09, Vol. 08, pp. 29-37 Setembro de 2018.

[4] LERTPANYAPORNCHAI, Boontawee et al. Lanthanum-doped mesoporous strontium titanate for transesterification of palm oil with methanol to fatty acid methyl esters. TOKYO CONFERENCE ON ADVANCED CATALYTIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. Tóquio. Japão. 2018

Apresentação

ID: 9337

Resumo

INTRODUÇÃO

A nanotecnologia tem se mostrado promissora no âmbito de nanopartículas de óxidos metálicos. Entre os métodos modernos para alterar as propriedades desses óxidos, pode-se destacar a dopagem de seus nanomateriais. O dióxido de zircônio, especificamente, tem sido muito utilizado nos ramos da catálise e sensores de oxigênio.

Essas propriedades físico-químicas podem ser intensificadas ao produzir nanopartículas, devido à superfície de contato. Nanopartículas de dióxido de zircônio podem ser sintetizadas por métodos top-down ou bottom-up, inclusive tendo sido estabilizadas em sua estrutura cristalina tetragonal. Outra maneira de alterar suas propriedades é a dopagem. Ao introduzir propositalmente íons ferro (III), pode-se estabelecer um efeito ferromagnético nas nanopartículas, facilitando processos de separação.

As reações de esterificação ocorrem entre ácidos carboxílicos e álcoois, formando ésteres e água. Essas reações podem ser catalisadas por dióxido de zircônio, visto que o material se comporta como um catalisador sólido-ácido. Reações desse tipo são importantes para produção de sabões, biodiesel e poliésteres.

OBJETIVO

Sintetizar pelo método solvotérmico nanopartículas de dióxido de zircônio dopadas com ferro (III) com propriedades catalíticas para reações de esterificação. Realizar a caracterização das nanopartículas por difratometria de raios X e do produto de esterificação por espectroscopia na região do infravermelho.

METODOLOGIA

Primeiramente, definiu-se uma matriz experimental com parâmetros variáveis de concentração de zircônio e de cloreto para as reações de síntese (amostras A1 e A2). Adicionou-se 20 mL de álcool benzílico ao frasco reacional. Em uma chapa de aquecimento, o solvente foi aquecido até 170 ºC. Em seguida, pipetou-se 1,0 mL (A1) ou 2,0 mL (A2) de propóxido de zircônio. Seguidamente, pipetou-se 115 (A1) ou 230 (A2) microlitros de ácido clorídrico. Em seguida, adicionou-se uma proporção de 2% em mol de ferro em relação ao zircônio. As reações tiveram duração de 72 horas. O produto foi então centrifugado, lavado com hexano, secado em chapa de aquecimento e moído no almofariz. As nanopartículas foram caracterizadas por difratometria de raios X.

RESULTADOS

Nas duas reações, foi observado precipitado de cor marrom claro, indicando que as temperaturas e tempos de reação mais elevados em relação aos projetos anteriores favorecem a formação das nanopartículas. Na amostra A2, a consistência foi mais gelatinosa, o que é corroborado pela literatura. A coloração marrom clara foi menos intensa da cor reportada em outras pesquisas, possivelmente sendo causada pela menor concentração de ferro.

A caracterização por DRX demonstrou que as nanopartículas não se cristalizaram totalmente. A amostra gelatinosa teve picos menos intensos de DRX, possivelmente por uma polimerização do álcool benzílico. Para esse caso, a literatura aponta alternativas de precursor, tal como o acetilacetonato de ferro (III).

CONCLUSÕES

Pode-se concluir que o projeto foi positivo na definição de uma rota de síntese com um novo dopante. A pandemia impediu a realização e caracterização da esterificação, o que teria de ser feito no mesmo dia. A obtenção de produtos cristalinos será buscada em projetos futuros com uso de um frasco reacional de Teflon, uma adaptação para síntese em um forno de micro-ondas e usando acetilacetonato de ferro (III) como precursor.

REFERÊNCIAS

ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 5 ed. Editora Bookman: Porto Alegre, 2012.

BILECKA, I. et al. Microwave-Assisted Nonaqueous Sol-Gel Chemistry for Highly Concentrated ZnO-Bases Magnetic Semiconductor Nanocrystals. The Journal of Physical Chemistry C, v.115, p.1484-1495, 2011.

DWIVEDI, R. et al. Microwave Assisted Sol-gel Synthesis of Tetragonal Zirconia Nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, v.509, p.6848-6851, 2011.

GRABS, I. M. et al. Formation Mechanisms of Iron Oxide Nanoparticles in Different Nonaqueous Media. Crystal Growth & Design. v.12, p.1469- 1475, 2012.

GUO, Q. Z. et al. Synthesis, characterization and application of magnetic-zirconia nanocomposites. Journal of Non-Crystalline Solids, v.355, p.922-925, 2009.

HU, M. et al. Benzyl alcohol-based synthesis of oxide nanoparticles: the perspective of SN1 reaction mechanism. Dalton Transactions. v.42, p.9777-9784, 2013.

NIELSEN, R. H.; WILFING, G. Zirconium and Zirconium Compounds. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7 ed. v.39. Editora Wiley-VCH: Weinheim, 2012.

SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W. Química Inorgânica. 10 ed. Editora Bookman: São Paulo, 2010.

ZABETI, M.; DAUD, W. M. A. W.; AROUA, M. K. Activity of solid catalysts for biodiesel production: A review. Fuel Processing Technology, v.90, p.770-777, 2009.

Apresentação

ID: 9432

Resumo

O crescimento do setor automobilístico gera consequências como o aumento na quantidade de pneus inservíveis, essa que gera preocupação ambiental. Por força da legislação as indústrias produtoras vêm realizando a coleta e enviam a maior parte do material para queima, com aproveitamento apenas energético. Técnicas de tratamento a plasma se tornam, então, uma alternativa viável para tratamento da borracha de pneu inservível com intuito de agregar valor ao material para seu reuso na forma de compósitos, obtidos após as técnicas de laminação e granulação. Nesse projeto objetivou-se verificar as condições do tratamento a plasma capazes de alterar as propriedades de superfície da borracha de pneu. Foram feitos três tratamentos a plasma, com gás argônio, oxigênio e uma mistura entre esses, em amostras de pneu virgem cedidos pela empresa Sorocap. As amostram foram partidas, resultando em três superfícies distintas, que foram chamadas de superior, meio e inferior, e tradadas sob pressão de 5.10^-2 Torr, potência de 150 W e um tempo de 1800s. Para caracterização fez-se o teste de ângulo de contato. A parte superior não tratada apresentou ângulo de contato de (82±10)^o, tratada com oxigênio (59±3)^o, com argônio (72,25±0,05)^o e tratada com a mistura desses dois gases (70±6)^o. Para a parte meio obteve-se para a amostra não tratada (75±19)^o, tratada com oxigênio (34±9)^o, com argônio (96±5)^o, e com a mistura (71±11)^o. Para a parte inferior da amostra tem-se (104±15)^o na amostra não tratada, (108±10)^o tratada com oxigênio, (117±6)^o tratada com argônio e (75±7)^o com a mistura dos dois gases. Ressalta-se que para ângulos menores de 90^o o objeto é considerado hidrofílico e para maiores de 90^o hidrofóbicos. Portanto o tratamento a plasma mudou a característica superficial de molhabilidade do pneu, de modo que para as superfícies superior e meio da amostra, o tratamento com oxigênio produziu maior modificação, enquanto que para a superfície inferior, houve maior resistência a modificação, mostrando-se mais propícia a mudança com o tratamento com a mistura entre gases precursores, oxigênio e argônio, o que indica que a parte inferior apresenta composição distinta do restante da amostra. Sugere-se como próximas etapas do trabalho realizar a caracterização química das diferentes porções do material para investigar esse comportamento distinto.

Apresentação