Materiais híbridos à base de sílica obtidos pelo método sol-gel

This review deals with silica based hybrid materials obtained by the sol-gel method. It involves concepts, classifications and important definitions regarding the sol-gel method that allows obtaining materials with organic and inorganic components dispersed in a molecular or nanometric level. We discuss the properties and characteristics of hybrid materials related to experimental synthesis conditions. We devote a special attention to the nanostructured materials, where the self-organization is imposed by the organic component. Finally, we present some important applications of these materials based on their specific properties.

Materiais híbridos orgânico-inorgânicos (ormosil) obtidos por sol-gel com potencial uso como filtro solar

This work aimed at the synthesis and characterization of particles of modified silica containing the organic filter dibenzoylmethane (DBM) by the hydrolytic sol-gel method, with modifications to the Stöber route. The structures of the resulting Xerogels were characterized by diffuse reflectance UV-VIS spectroscopy in the solid state, infrared absorption spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and 29Si Nuclear Magnetic Resonance (29Si NRM). The results showed favorable formation of hybrid organic-inorganic nanoparticles with efficient absorption/reflectance of radiation in the UV / VIS range, which enables their potential use as sunscreen.

ESTUDO DA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE EM SÍLICA OBTIDA PELA TÉCNICA SOL-GEL

The objective of this work was the immobilization of the enzyme Candida antarctica lipase B (CAL B) using the sol-gel method of immobilization and three different initiators of the polymerization reaction: one acid (HCl), one basic (NH4OH) and the other nucleophilic (HBr). Tetraethylorthosilicate was used as the silica precursor. The influence of the additive PEG 1500 on immobilization was assessed. The efficiency of the process was evaluated considering the esterification activity of the xerogels. The immobilization process provided enhanced thermal stability, storage and operational aspects relative to the free enzyme. Storage temperature proved one of the main variables to be considered in the process, with the xerogels stored under refrigeration showing better results in terms of residual activity (nearly 200 days with ≥ 90% residual activity of basic and nucleophilic xerogels) when compared with storage at ambient temperature (nearly 40 days). The results demonstrated the possibility of reuse of derivatives and a greater number of cycles (nine), considering a residual activity of 50%.

Análise de crescimento do amarílis cultivado a pleno sol

O cultivo de amarílis (Hippeastrum x hybridum Hort.) visa, principalmente, à produção e comercialização de bulbos para exportação. Informações sobre o seu ciclo de crescimento ainda são incongruentes. Assim, foi objetivo realizar medições que possam contribuir com estudos de análise de crescimento do amarílis var. Orange Souvereign, cultivado a pleno sol, nas condições encontradas em Santo Antônio de Posse, Estado de São Paulo. O delineamento experimental empregado foi o inteiramente casualizado. Utilizaram-se plantas cultivadas em uma área de 2 ha, onde os dados foram coletados mensalmente, durante 14 meses, de forma aleatória. Para cada uma das características analisadas foram utilizadas quatro repetições de 10 plantas. A área foliar determinada ao final do experimento foi de, em média, 3.102,65 cm², tendo em vista 10 folhas por planta. O diâmetro do bulbo aumentou, gradualmente, durante todo o período de produção, finalizando aos 420 dias após plantio, com 9,15 cm em média. A massa fresca total ao final do ciclo foi de, em média, 1.050,55 g, dos quais 39% (410 g) foram de massa fresca obtida pelo bulbo da forma como é comercializado (bulbo + raízes). Os índices fisiológicos da análise de crescimento (taxa de crescimento absoluto, taxa de crescimento relativo, taxa de assimilação líquida e razão de área foliar) demonstraram o comportamento da planta no campo, tendo o sistema assimilatório atingido bom desempenho nas condições de cultivo. O crescimento de amarílis foi considerado satisfatório do ponto de vista comercial.

Comportamento de espécies florestais em plantios a pleno sol e em faixas de enriquecimento de capoeira na Amazônia

Foram avaliadas espécies florestais nativas e exóticas em duas condições de plantio: a pleno sol e em faixas de enriquecimento de capoeira, a fim de gerar tecnologias para incorporação ao processo produtivo de áreas alteradas na região amazônica para minimizar a pressão do desmatamento sobre a floresta natural. Os dados analisados (DAP, altura, volume por hectare e sobrevivência) referem-se à idade de seis anos. No plantio a pleno sol, a espécie que apresentou o melhor desempenho foi Ceiba pentandra, com médias de DAP de 19,6 cm, altura de 10,2 m e volume de 390,9 m³ ha-1. Hymenaea courbaril também apresentou crescimento satisfatório, com médias de 11,5 cm de DAP, 10,8 m de altura e 144,8 m³ ha -1 de volume. Nos plantios de enriquecimento de capoeira, a Carapa guianensis foi a espécie que apresentou o melhor desempenho, com 8,3 cm de DAP, 6,4 m de altura e volume de 54,8 m³ ha -1. Acacia mangium e Sclerolobium paniculatum apresentaram crescimento superior, mas as taxas de sobrevivência foram muito baixas nas duas condições de plantio.

Perfil hematológico de búfalas da raça Murrah, criadas ao sol e à sombra, em clima tropical da Amazônia Oriental

Foram avaliadas as respostas hematológicas de 20 búfalas, criadas ao sol (grupo - SS) e à sombra (grupo - CS), em Belém, Pará. Os animais do grupo CS (n = 10) estavam em sistema silvipastoril, com Racosperma mangium e os do SS (n = 10), em piquetes sem sombra, em pastagem de Brachiaria humidicola, água para beber e sal mineral. Foram mensuradas temperatura do ar (TA), umidade relativa do ar (UR) e temperatura de globo negro, em cada tratamento. A coleta de sangue para eritrograma e número total de leucócitos foi realizada a cada 14 dias, às 13 h, durante o ano de 2009. Através da análise de variância constatou-se que em todos os períodos do ano, a TA e índice de temperatura de globo e umidade (ITGU) foram diferentes (P < 0,05), com níveis mais elevados no grupo SS. No período mais chuvoso, o grupo CS apresentou valores elevados de leucócitos, enquanto nos períodos de transição e menos chuvoso, foram maiores no grupo SS. No período menos chuvoso do ano, o grupo SS apresentou maiores valores de hemácias. O teor de hemoglobina teve maiores níveis (P < 0,05) nos períodos de transição e menos chuvoso. Somente a hemoglobina teve correlação significativa e negativa (P < 0,05) com a UR. Conclui-se que as novilhas búfalas Murrah estão sujeitas a um ambiente hostil e o período menos chuvoso é o mais propício a causar estresse térmico.

Características fisiológicas e de crescimento de cafeeiro sombreado com guandu e cultivado a pleno sol

O conhecimento dos efeitos do sombreamento sobre a fisiologia de cafeeiros é importante para se determinar níveis ótimos de radiação e temperatura, bem como para subsidiar estudos sobre o crescimento de plantas sombreadas, a fim de determinar a arquitetura ideal do cafeeiro que maximize a captura da radiação solar disponível em ambientes sombreados. O objetivo deste trabalho foi avaliar características fisiológicas e de crescimento de cafeeiros (Coffea arabica L.) cultivados sob sombreamento denso com guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) e a pleno sol. O baixo nível de radiação incidente sobre os cafeeiros sombreados com guandu resultou em decréscimos na taxa fotossintética e na transpiração, maior altura de planta, folhas maiores e com menor quantidade de matéria seca. Esses resultados indicam que o excesso de sombra afeta drasticamente a fisiologia e morfologia de C. arabica.

Cultivo orgânico de cultivares de café a pleno sol e sombreado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de dois sistemas de cultivo orgânico sobre crescimento, fenologia, nutrição e produtividade de cultivares de cafeeiro, e sobre as características químicas do solo. Seis cultivares de café foram avaliadas em monocultura a pleno sol e em cultivo sombreado com banana e Erythrina verna, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. O sombreamento reduziu a taxa de crescimento das cultivares nos primeiros 15 meses de cultivo. Depois de três anos reduziu, também, o diâmetro, o número de ramos produtivos e de nós dos cafeeiros; aumentou a área foliar e o tamanho dos grãos; reduziu o teor de K do solo, e aumentou os teores de N e de Mg nas folhas do café. Na primeira etapa da colheita (março/2004), a produtividade média das cultivares foi menor no sistema sombreado, o que evidencia que o sombreamento retarda a maturação dos grãos. Na segunda etapa (junho/2004), houve diferença entre cultivares, porém não entre os sistemas de cultivo. A produtividade média total (soma das duas etapas) foi igual nos dois sistemas de cultivo. As cultivares Tupi, Icatu e Obatã são as mais promissoras para o cultivo sombreado.

Morfofisiologia e valor nutritivo do capim-braquiária sob sombreamento natural e a sol pleno

O objetivo deste trabalho foi avaliar características morfofisiológicas e o valor nutritivo da Brachiaria decumbens, nas épocas chuvosas de 2003 e 2004, em um sistema silvipastoril, com faixas de 30 m de largura com essa gramínea, alternadas com faixas de 10 m com árvores de Acacia mangium, A. angustissima, Mimosa artemisiana, Leucaena leucocephala x L. diversifolia, Eucalyptus grandis. Foi adotado o delineamento de blocos ao acaso, em parcelas subsubdivididas (características morfofisiológicas) ou parcelas subdivididas (características do valor nutritivo), com quatro repetições. Em 2003, o sombreamento foi de 65% da radiação incidente fora do bosque e, em 2004, de 35%, depois da retirada de árvores de eucalipto. Sob sombreamento, a densidade de perfilhos, o índice de área foliar e a massa de forragem foram maiores no segundo ano. Os teores médios de fibra em detergente neutro (FDN) foram maiores a pleno sol que sob sombreamento, enquanto os valores médios de proteína bruta (PB) e a digestibilidade in vitro da matéria seca foram maiores à sombra. O sombreamento moderado aumenta os teores de PB, reduz os teores de FDN e incrementa a digestibilidade da forragem de gramíneas que crescem sob a copa das árvores.

Optical characterization of sol-gel glasses derived from Eu3+ complex-forming precursors

Fabrication of new optical devices based upon the incorporation of rare earth ions via sol-gel methods depends on elimination of dopant ion clusters and residual hydroxyl groups from the final material. The optical absorption and/or luminescence properties of luminescent rare earth ions are influenced by the local bonding environment and the distribution of the rare-earth dopants in the matrix. Typically, dopants are incorporated into gel via dissolution of soluble species into the initial precursor sol. In this work, Eu3+ is used as optical probe, to assess changes in the local environment. Results of emission, excitation, fluorescence line narrowing and lifetimes studies of Eu3+-doped gels derived from Si(OCH3)4 and fluorinated/chelate Eu3+ precursors are presented. The precursors used in the sol-gel synthesis were: tris (6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octanedionate) Eu(III), Eu (III) trifluoromethanesulfonate, Eu(III) acetylacetonate hydrate, Eu (III) trifluoroacetate trihidrate, tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5- heptanedionate) Eu(III) and Eu(NO3)3.6H2O. The results were interpreted in terms of the evolution of the Eu3+ fluorescence in systems varying from solution to the gels densified to 800ºC. The lifetimes studies indicate that the fluorinated precursors are effective at reducing the water content in densified gels.

Connectivity in sol-gel silica glasses

In this work it is carried out a review on structural parameters related to the evaluation of pore connectivity of nanostructures. The work describes parameters and methods of evaluation of geometric parameters. The concepts of connectivity are applied to silica gels and glasses obtained from sol-gel process. The study of pores connectivity was carried out using a combination of geometric modeling and experimental evaluation of specific surface area and pore volume. The permeability of the pore structure is evaluated and a permeability geometric factor, Pg, is proposed.

Dióxido de titânio sol-gel: propriedades e comportamento eletrocrômico

Titanium dioxide was prepared by hydrolysis and polycondensation of titanium tetraisopropoxide. TiO2 films were obtained by spin coating of the precursor solution on ITO substractes (glass covered with indium doped tin oxide). Films were prepared using different temperatures and hydrochloric acid contents. The effect of the drying temperature of the films (100 or 400ºC) was also investigated. TiO2 films were characterized by cyclic voltammetry, chronoamperometry, ultraviolete-visible spectroscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffractrometry.

Influência da catálise ácida e básica na preparação da sílica funcionalizada pelo método sol-gel

Some aspects of the chemistry involved in the preparation and characterization of functionalized silicon oxide by sol-gel method are considered in this work. The synthesis was performed with different silicon alcoxide precursors and the influence of the acid and basic catalyst was investigated. Characterization was performed by infrared absorption spectroscopy, elemental analysis and 29Si NMR. Infrared data show Si-C and -CH2- vibrational modes at 1250 to 1280 and 2920 to 2940 cm-1, respectively. The elemental analysis confirmed the presence of organic groups in the inorganic silica network. 29Si NMR results show different hydrolisys depending on the acid or base catalysis.

Caracterização textural e estrutural de V2O5/TiO2 obtidos via sol-gel: comparação entre secagem convencional e supercrítica

This work describes a modified sol-gel method for the preparation of V2O5/TiO2 catalysts. The samples have been characterized by N2 adsorption at 77K, x-ray diffractometry (XRD) and Fourier Transform Infrared (FT-IR). The surface area increases with the vanadia loading from 24 m² g-1, for pure TiO2, to 87 m² g-1 for 9wt.% of V2O5. The rutile form is predominant for pure TiO2 but became enriched with anatase phase when vanadia loading is increased. No crystalline V2O5 phase was observed in the catalysts diffractograms. Two species of surface vanadium observed by FT-IR spectroscopy a monomeric vanadyl and polymeric vanadates, the vanadyl/vanadate ratio remains practically constant.