Síntese e Polimerização da 2-Fenil-2-oxazolina assistidas por Micro-ondas

Atualmente, a irradiação por micro-ondas tem se mostrado uma boa fonte de energia para a realização de sínteses orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Entretanto, ainda existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas. Neste trabalho foram realizadas a síntese da 2-fenil-2-oxazolina e a sua polimerização, em solução e em massa, assistidas por micro-ondas e pelo método convencional (térmico). As reações irradiadas por micro-ondas foram feitas empregando-se vaso aberto ou fechado, e nas polimerizações foram usados como iniciadores o iodeto de metila e o eterado de trifluoreto de boro. Os heterocíclicos e os polímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de núcleo de hidrogênio. Para as reações assistidas por micro-ondas os rendimentos foram bons e compatíveis com os obtidos pelo método convencional. Para a reação de síntese da 2-fenil-2-oxazolina o rendimento ficou na faixa de 70% e de suas polimerizações em torno de 80%, sendo as reações irradiadas por micro-ondas realizadas em um tempo reacional muito inferior ao do método térmico. A técnica de irradiação de micro-ondas para as reações estudadas se mostrou eficiente para os parâmetros utilizados na síntese do monômero e na sua polimerização em massa.

Reprodução e biopolítica: infertilidades e práticas de saúde em um serviço público no Rio de Janeiro

Apesar de a reprodução assistida possibilitar transformações importantes na parentalidade e nas relações familiares, suas tecnologias têm sido mais frequentemente usadas para reiterar o modelo tradicional de reprodução biológica e social. Este estudo qualitativo, de cunho exploratório, analisou quais normas estariam presentes nas práticas de saúde relativas à dificuldade de engravidar e o que poderia ser revelado a partir destas práticas. Foram observadas interações entre profissionais e pacientes atendidos em um serviço público de reprodução humana no Rio de Janeiro. A discussão dos diagnósticos de infertilidade e de risco, duas importantes estratégias biopolíticas usadas como critério de elegibilidade para o acesso às novas tecnologias reprodutivas, revelou como algumas práticas de saúde reiteram normas de gênero e de reprodução social. Atrelados à condição socioeconômica de seus usuários, estes diagnósticos tendem a agravar exclusões e desigualdades no exercício dos direitos reprodutivos no país. A análise da atenção médica possibilitou conhecer em parte o difícil cotidiano não apenas de homens e mulheres, que por anos persistem em seus desejos por filhos, mas também de profissionais que enfrentam antigas barreiras políticas, econômicas e burocráticas do serviço público de saúde. Este estudo corrobora a visão de que o serviço representa um avanço em termos de direitos sexuais e reprodutivos, apesar de ainda ser longo o caminho para o acesso igualitário e equânime às tecnologias reprodutivas pelo sistema único de saúde brasileiro (SUS).

Medidas socioeducativas em meio aberto: reflexões acerca do processo de municipalização

A presente dissertação, apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Psicologia Social da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, teve como proposta pesquisar a municipalização das medidas socioeducativas em meio aberto. O objetivo da pesquisa foi o de retratar como esse processo estrutura-se no estado do Rio de Janeiro, especificamente no município de Niterói. A fim de compreender a dimensão estrutural da municipalização, foi realizada pesquisa de campo junto ao Departamento Geral de Ações Socioeducativas (DEGASE), órgão de referência estadual, e junto ao Centro de Referência Especializado de Assistência Social (CREAS) do município de Niterói. Os dados foram coletados por meio de entrevistas semiestruturadas, realizadas com representante da Assessoria às Medidas Socioeducativas e ao Egresso, vinculada ao DEGASE, e com o coordenador e os profissionais da equipe de referência socioeducativa do CREAS/Niterói. A categorização e análise dos dados foram empreendidas por meio da Análise de Conteúdo das entrevistas e das anotações feitas em diário de campo. Os resultados da pesquisa forneceram subsídios para uma reflexão acerca da execução das medidas socioeducativas de Liberdade Assistida e de Prestação de Serviço à Comunidade no processo de municipalização, além de um panorama a respeito da assessoria prestada aos municípios. Constatou-se, no estudo, a fragilidade do processo de municipalização, em especial pela precarização das condições de trabalho neste campo. Ao mesmo tempo, foi evidenciado que a escassez de um trabalho em rede com as instituições municipais e com o Sistema de Garantia de Direitos da criança e do adolescente dificulta que se siga o que dispõem o Estatuto da Criança e do Adolescente, o Sistema Nacional de Atendimento Socioeducativo e a Tipificação Nacional de Serviços Socioassistenciais no que diz respeito à execução das medidas em meio aberto. Os resultados da pesquisa indicam que o caráter social e educativo das medidas em meio aberto ainda está por ser assegurado aos adolescentes em cumprimento de medidas.

Adesão e sobrevida de pacientes em um programa de assistência medicamentosa para doença de Alzheimer no Rio de Janeiro: um estudo baseado em relacionamento de bases de dados

A doença de Alzheimer (DA) afeta mais de um milhão de habitantes no Brasil com grande impacto tanto na saúde como social e financeiro. O uso adequado de medicamentos e os programas de cuidado integrado são recomendados como as melhores práticas nesta doença. Em 2002, o Ministério da Saúde criou o Programa de Assistência Farmacêutica aos Portadores de doença de Alzheimer que garante aos portadores desta patologia acesso à avaliação por especialistas e tratamento medicamentoso de alto custo. Mas, para um melhor planejamento das ações relacionadas ao programa, é importante entender os padrões de morbi-mortalidade da população alvo, qualidade da assistência oferecida e o seu impacto. Com foco nesse cenário, esta tese teve como objetivo o estudo da adesão, mortalidade e sobrevida em uma população portadora de doença de Alzheimer assistida nesse programa de assistência farmacêutica. Para apresentação dessa pesquisa, dividiram-se os resultados em três artigos. No primeiro artigo, o objetivo foi avaliar a viabilidade de se utilizar as informações de reabastecimento de receitas coletadas por esse programa na construção de medidas de adesão, uma metodologia já explorada na literatura internacional, mas com experiência limitada no Brasil. Os dados foram acessados nos formulários de Autorização de Procedimentos de Alto Custo (APAC) armazenados na base de dados do programa de acesso de medicamentos excepcionais do Sistema de Informação Ambulatorial (SIA). Como resultado, foram criadas várias medidas de adesão com potencial aplicação no campo da farmacoepidemiologia e planejamento em saúde. No segundo artigo, o foco foi entender que fatores individuais, terapêuticos ou relacionados à assistência, poderiam estar relacionados com um aumento do risco de abandono do programa. Fatores como o sexo feminino, o número de comorbidades na APAC, o tipo de inibidor de colinesterase iniciado e a irregularidade nos reabastecimentos foram associados a um maior risco de abandono do programa. No terceiro artigo, pelas técnicas de relacionamento probabilístico de base de dados, agregaram-se os dados presentes no Sistema de Informação sobre Mortalidade (SIM) para avaliação dos padrões de mortalidade desta patologia. Cerca de 40% dos pacientes foram a óbito durante todo o período de seguimento e principal causa básica de mortalidade foi a doença de Alzheimer (19%). Idade mais avançada e sexo masculino foram as únicas variáveis associadas com uma menor sobrevida. A persistência no programa em seis meses e os diferentes níveis de adesão, medidos pela proporção de posse da medicação, não mostraram associação com a sobrevida. Conclui-se que os dados disponíveis nas bases possibilitaram a investigação do padrão de mortalidade e utilização de um programa de assistência na doença de Alzheimer. E, a possibilidade de analisar grandes populações, em caráter contínuo, com medidas objetivas e com um custo relativamente baixo suplanta o caráter limitado das informações individuais e da doença. Políticas que suportem o aumento na disponibilidade, qualidade e escopo da informação e o avanço nas metodologias de pesquisa em bases de dados devem ser uma prioridade da saúde, pois contribuem com a criação de informações relevantes para um uso racional de recursos e melhora nas práticas de cuidado.

Determinação de atividade antioxidante, compostos fenólicos totais e teor de resveratrol em cinco cultivares brasileiras de Arachis hypogaea L. com a utilização de duas metodologias extrativas

O amendoim A. hypogaea L. é a quarta oleaginosa mais consumida no mundo e suas sementes são altamente energéticas, com grandes quantidades de lipídios, proteínas, vitaminas e carboidratos. Diversas atividades farmacológicas já foram observadas em extratos de raízes, folhas e sementes, sendo a principal delas a atividade antioxidante. Neste trabalho, foi realizada a comparação entre duas metodologias (por maceração e assistida por micro-ondas) para a extração de compostos antioxidantes, incluindo o resveratrol. Também foi realizada a comparação entre extratos de diferentes órgãos de cultivares brasileiras (IAC 886, IAC Caiapó, IAC Tatu ST, IAC 8112 e IAC 99-1) quanto à atividade antioxidante, por DPPH, ao teor de compostos fenólicos, por Folin-Ciocalteu, e ao teor de resveratrol, por HPLC. Por fim, foram estabelecidos protocolos de cultura de tecidos para explantes de sementes, visando à produção de calos e plantas in vitro para posterior dosagem de compostos de interesse, tendo em vista a possibilidade de modulação das condições in vitro. As melhores condições determinadas para a extração por maceração de antioxidantes de A. hypogaea foram 80% de etanol em água como solvente, trituração com almofariz e pistilo, 50 mL solvente por grama de material vegetal seco, 120 minutos de incubação e dois estágios de extração. As melhores condições para a extração de resveratrol assistida por micro-ondas foram o uso de 37 mL de solvente/g material vegetal seco, com agitação de 1200 rpm por 15 minutos, a 37C. De uma maneira geral, os extratos de raízes e oriundos de micro-ondas apresentaram maior atividade antioxidante (até 92,36 2,71%), teor de compostos fenólicos (até 54,15 1,39 mg EAG/g extrato) e teor de resveratrol (até 1,614 0,356 mg/g extrato). Dentre as cultivares estudadas, IAC Tatu e IAC 99-1 foram as que apresentaram os teores mais elevados. Brotos e calos friáveis foram obtidos a partir de cotilédones, eixos embrionários e folíolos embrionários cultivados em meios suplementados com BAP e picloram, respectivamente.

Enquadrando a esfera pública: a controvèrsia das cotas raciais na imprensa

As investigações em torno da atuação política da imprensa costumam partir de duas posturas teóricas opostas. De um lado, alguns analistas enfatizam a importância da imprensa para a constituição de uma esfera pública nas democracias modernas. Desse prisma, ela seria encarregada de viabilizar o debate público e submeter ao escrutínio da sociedade as decisões estatais. Do outro lado, uma perspectiva mais cética defende que a imprensa não pode ser tomada como um pilar da esfera pública. Suas rotinas e estruturas a tornariam uma instância de manipulação retórica incompatível com o ideal moderno de um público deliberativo. Contudo, para além dessas oposições é importante notar que o ideal de uma deliberação pública mediada pela imprensa tem funcionado historicamente como um discurso de legitimação para a própria imprensa. Partindo da premissa de que a ideia de esfera pública é uma categoria política, esta pesquisa pretende entender de que modo alguns jornais se servem de uma dada concepção de esfera pública para se autolegitimarem enquanto pilares do debate público democrático. Através do estudo da maneira como a grande imprensa brasileira lidou com o tema das ações afirmativas raciais no ensino superior, este trabalho mostra como determinados enquadramentos midiáticos serviram para que a imprensa reivindicasse para si o status de esfera pública de debate do tema. A pesquisa se baseou numa análise de todos os textos sobre as ações afirmativas raciais no ensino superior publicados entre 2001 e 2009 nos dois principais jornais brasileiros: O Globo e Folha de S. Paulo. No total, 1.831 textos de diferentes tipos (reportagens, artigos, colunas, editoriais, cartas de leitores etc.) foram compilados e analisados a partir de Programas Computacionais de Codificação Assistida de Dados Qualitativos (CAQDAS, na sigla anglófona). A análise indica que ambos os jornais promoveram uma dramatização pública da controvérsia ao organizarem as discussões em torno das ações afirmativas raciais de acordo com determinados modelos de esfera pública. Tal dramatização não somente possibilitou que a imprensa influenciasse os destinos das ações afirmativas raciais no país, apresentando-as como medidas essencialmente polêmicas, mas também limitou a cobertura a estruturas narrativas padronizadas

Prevalência de transtorno do estresse pós-traumático no período pós-parto entre mulheres atendidas em maternidade de referência para agravos perinatais no município do Rio de Janeiro

O Transtorno do estresse pós-traumático (TEPT) é um transtorno mental que ocorre em resposta a um evento traumático que coloca em risco a vida do indivíduo ou de outras pessoas. O TEPT no período pós-parto foi documentado pela primeira vez em 1978. Porém, há poucos estudos sobre o tema, principalmente em gestantes de alto risco materno e fetal. Visando preencher essa lacuna, essa dissertação tem por objetivo estimar a magnitude de TEPT no período pós-parto em uma maternidade de alto risco fetal no município do Rio de Janeiro e identificar subgrupos vulneráveis ao transtorno. Trata-se de um estudo transversal, cuja população de estudo foi composta por 456 mulheres que tiveram o parto no Instituto Fernandes Figueira e realizaram a consulta de revisão pós-parto entre fevereiro e julho de 2011. Casos suspeitos de TEPT foram identificados por meio de dois instrumentos: Trauma History Questionnaire (THQ) utilizado para a captação de situações potencialmente traumáticas ao longo da vida e Post-Traumatic Stress Disorder Checklist (PCL-C) para rastreio de sintomas de TEPT. A prevalência agregada de TEPT no período pós-parto foi de 9,4%. Subgrupos considerados vulneráveis foram: mulheres com três ou mais partos anteriores (15,1%), com o recém-nascido com APGAR menor ou igual a 7 no primeiro minuto (13,6%), com histórico de psicopatologia anterior (29,0%) ou concomitante à gestação (36,7%), com depressão pós-parto (31,5%), mulheres que sofreram violência física (19,8%) e psicológica (11,6%) perpetrada por parceiro íntimo durante a gestação, mulheres que sofreram abuso sexual na infância (25,7%) e com histórico de 5 ou mais situações traumáticas anteriores (25,9%). A elevada prevalência de TEPT encontrada entre as mulheres entrevistadas pode ser, em parte, atribuída às particularidades da população assistida nessa instituição, de reconhecido risco materno e fetal. A alta prevalência de casos suspeitos de depressão pós-parto entre as mulheres com suspeição de TEPT é um fator de preocupação adicional, já que dificulta o manejo clínico dos casos e afasta a mulher e a criança dos serviços de saúde. TEPT no período pós-parto não é um evento raro e merece atenção. Rápido diagnóstico e tratamento são fundamentais para a melhor qualidade de vida da mãe tornando-a apta aos cuidados do recém-nascido.

Cargas de trabalho em hospital psiquiátrico: repercussões para a saúde do trabalhador de enfermagem

Trata-se de um estudo que possui como objeto as cargas de trabalho de enfermagem em hospital psiquiátrico e as repercussões para a saúde. O trabalho da enfermagem em hospital psiquiátrico tem particularidades ao se considerar a dinâmica do serviço e o cuidado de pacientes com diversos perfis de adoecimento psíquico; portanto com necessidades de cuidados e monitoramento extenuantes por parte da enfermagem durante 24 horas. Objetivos: identificar as cargas de trabalho vivenciadas pelos trabalhadores de enfermagem em um hospital psiquiátrico; descrever como as cargas de trabalho no hospital psiquiátrico afetam a saúde dos trabalhadores de enfermagem; analisar os mecanismos de enfretamento adotados pelos trabalhadores de enfermagem diante das cargas de trabalho no hospital psiquiátrico. Estudo qualitativo, exploratório e descritivo, tendo como campo um hospital psiquiátrico, situado no município do Rio de Janeiro. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa e protocolado com o n 619.262. A coleta de dados ocorreu no primeiro semestre de 2014, tendo participado do estudo 30 trabalhadores de enfermagem (enfermeiros, técnicos e auxiliares de enfermagem) a partir dos critérios de inclusão estabelecidos. Na coleta dos dados, realizada no primeiro semestre de 2014, trabalhou-se com a técnica de entrevista do tipo semiestruturada mediante um roteiro e na caracterização dos participantes, utilizou-se um instrumento autoaplicado. Após a transcrição dos depoimentos recorreu-se à análise de conteúdo do tipo temática, que apontou os seguintes resultados: as cargas presentes em hospital psiquiátrico, na visão dos trabalhadores, devem-se aos cuidados prestados aos pacientes de ordem subjetiva e objetiva, como também em relação à imprevisibilidade do quadro clínico, principalmente nas emergências psiquiátricas. Para o grupo, as cargas de trabalho, tanto físicas quanto psíquicas são intensificadas em função da precariedade das condições de trabalho, a ausência de poder do trabalhador frente a organização e ao volume de trabalho. As cargas acarretam o sofrimento psíquico evidenciado através de queixas como cansaço, nervosismo, incômodo, ansiedade, irritação e desgaste, dores musculares, insônia e cefaleia. Diante do sofrimento psíquico decorrente das cargas de trabalho o grupo elabora mecanismos de enfrentamento centrados na solução de problemas; momentos em que buscam a chefia e conversam com os pares. Quanto aos mecanismos de enfrentamento centrados na emoção, os trabalhadores, buscam afastar-se temporariamente do trabalho, procuram não pensar, não falar a respeito ou extravasam a tensão através de gestos e reclamações. Conclui-se que o hospital psiquiátrico possui cargas de trabalho específicas em função do tipo de trabalho realizado e clientela assistida que exigem dos trabalhadores de enfermagem observação e cuidados contínuos. Pelo fato de as cargas acarretarem prejuízos à saúde do trabalhador, há necessidade de uma política voltada para a prevenção e a promoção da saúde do grupo. Sugere-se a criação e manutenção de grupos de suporte aos trabalhadores com vistas a elaboração e discussão dos problemas enfrentados, assim como a continuidade dos estudos.

Avaliação do potencial da Telemedicina em Cuidados Paliativos no câncer avançado

Este estudo avaliou o potencial da Telemedicina como suporte complementar a assistência ambulatorial na monitoração de sintomas em pacientes com câncer avançado. Foram acompanhados 12 pacientes do ambulatório do Núcleo de Cuidados Paliativos do Hospital Universitário Pedro Ernesto (NCP-HUPE) de janeiro de 2011 a agosto de 2013. Mensalmente foram feitas consultas ambulatoriais pela médica e equipe multidisciplinar. Neste intervalo, os pacientes do domicilio, através de seus computadores pessoais se conectaram ao Laboratório de TeleSSaúde UERJ pelo serviço de webconferências interagindo com a mesma médica assistente do ambulatório. Os pacientes também tiveram acesso à médica por celular e email. A cada entrevista (presencial e remota) foi aplicada a Escala de Avaliação de Sintomas de Edmonton [Edmonton Symptom Assessment System (ESAS)], e coletado outros dados quanto a outras queixas biopsicossociais e espirituais, agravos à saúde, qualidade de áudio e vídeo da conexão, avaliação dos familiares com a Telemedicina e interferência da Telemedicina quanto ao local do óbito do paciente. Houve dificuldade na seleção dos pacientes, pois o HUPE é um hospital público cuja população assistida tem, caracteristicamente, baixa escolaridade, nível socioeconômico restrito e pouca habilidade com informática. O tempo médio de acompanhamento foi de 195 dias (DP 175,11; range: 11-553 dias). Todos receberam diagnóstico de câncer avançado e tinham dificuldades com locomoção. Sem dúvidas, a ESAS favoreceu a comunicação dos sintomas com os profissionais de saúde; porém, condições clínicas e controle dos sintomas singulares, avaliados em momentos distintos e sujeitos a influências diversas, impedem conclusões em relação às pretensas vantagens. Acompanhamento clínico, detecção de agravos à saúde e de sintomas físicos, psicossociais e espirituais foram possíveis de ser observados pela Telemedicina, confirmados e medicados nas consultas presenciais. A conexão para webconferência foi estabelecida por familiares, pois nenhum paciente operava computadores. O óbito domiciliar ocorreu em 41,67% e todos, mesmo os óbitos hospitalares, receberam suporte à distância do NCP. Durante o estudo foram feitos 305 contatos: 110 consultas presenciais a pacientes e familiares e 195 por Telemedicina (77 webconferências, 38 telefonemas e 80 emails). Todos os familiares referiram satisfação com o suporte oferecido. A Telemedicina permitiu maior acesso ao sistema de saúde (maior número de contatos), reduziu a busca por serviços de emergência, ajudou o controle dos sintomas e proporcionou orientações e segurança aos familiares. Este suporte favoreceu intervenções precoces e proativas e assistência continuada até o óbito. A Telemedicina demonstrou ser um bom adjuvante na monitoração e gerenciamento de sintomas de pacientes em cuidados paliativos em domicílio, não substituindo, mas complementando a assistência presencial.

Radiological imaging in digital systems: the effect of exposure parameters in diagnostic quality and patient dose

Esta tese pretende contribuir para o estudo e análise dos factores relacionados com as técnicas de aquisição de imagens radiológicas digitais, a qualidade diagnóstica e a gestão da dose de radiação em sistema de radiologia digital. A metodologia encontra-se organizada em duas componentes. A componente observacional, baseada num desenho do estudo de natureza retrospectiva e transversal. Os dados recolhidos a partir de sistemas CR e DR permitiram a avaliação dos parâmetros técnicos de exposição utilizados em radiologia digital, a avaliação da dose absorvida e o índice de exposição no detector. No contexto desta classificação metodológica (retrospectiva e transversal), também foi possível desenvolver estudos da qualidade diagnóstica em sistemas digitais: estudos de observadores a partir de imagens arquivadas no sistema PACS. A componente experimental da tese baseou-se na realização de experiências em fantomas para avaliar a relação entre dose e qualidade de imagem. As experiências efectuadas permitiram caracterizar as propriedades físicas dos sistemas de radiologia digital, através da manipulação das variáveis relacionadas com os parâmetros de exposição e a avaliação da influência destas na dose e na qualidade da imagem. Utilizando um fantoma contrastedetalhe, fantomas antropomórficos e um fantoma de osso animal, foi possível objectivar medidas de quantificação da qualidade diagnóstica e medidas de detectabilidade de objectos. Da investigação efectuada, foi possível salientar algumas conclusões. As medidas quantitativas referentes à performance dos detectores são a base do processo de optimização, permitindo a medição e a determinação dos parâmetros físicos dos sistemas de radiologia digital. Os parâmetros de exposição utilizados na prática clínica mostram que a prática não está em conformidade com o referencial Europeu. Verifica-se a necessidade de avaliar, melhorar e implementar um padrão de referência para o processo de optimização, através de novos referenciais de boa prática ajustados aos sistemas digitais. Os parâmetros de exposição influenciam a dose no paciente, mas a percepção da qualidade de imagem digital não parece afectada com a variação da exposição. Os estudos que se realizaram envolvendo tanto imagens de fantomas como imagens de pacientes mostram que a sobreexposição é um risco potencial em radiologia digital. A avaliação da qualidade diagnóstica das imagens mostrou que com a variação da exposição não se observou degradação substancial da qualidade das imagens quando a redução de dose é efectuada. Propõe-se o estudo e a implementação de novos níveis de referência de diagnóstico ajustados aos sistemas de radiologia digital. Como contributo da tese, é proposto um modelo (STDI) para a optimização de sistemas de radiologia digital.

Sensores de Bragg para bioaplicações

Nas últimas décadas, os sensores de Bragg têm sido frequentemente utilizados em inúmeras aplicações, em resultado das características únicas desta tecnologia. Contudo, a comunidade científica tem feito um esforço contínuo em desenvolver sensores que respondam tanto quanto possível aos requisitos e interesses de cada aplicação em particular. As bioaplicações são um campo de crescente interesse pelos sensores de Bragg, atendendo à heterogeneidade e complexidade dos meios de análise em questão. No âmbito desta dissertação foi realizada uma análise teórica dos princípios de funcionamento das redes de Bragg, focada em redes uniformes e inclinadas. Foi também descrito o processo de produção de redes de Bragg regeneradas. Redes de Bragg uniformes foram aplicadas na caracterização da reacção de polimerização e cura de materiais dentários, nomeadamente resina para base de dentadura, cimentos e gessos. Foi feita uma análise comparativa do desempenho de diferentes tipos de cimentos e gessos. Em relação ao gesso foi ainda avaliada a influência do rácio água/pó nas propriedades do material. Devido à importância que o índice de refracção tem na detecção de substâncias, doenças e controlo de qualidade de produtos, foi desenvolvido um sensor de índice de refracção baseado numa rede de Bragg inclinada. Implementaram-se também sensores para medição simultânea de índice de refracção e deformação, índice de refracção e temperatura e índice de refracção, deformação e temperatura, todos baseados numa única rede inclinada. O último dispositivo foi validado em ambiente laboratorial. Com o propósito de desenvolver um sensor baseado em redes de Bragg para monitorização da deformação óssea, foi avaliada a biocompatibilidade da fibra óptica em cultura de células osteoblásticas, e analisada a integridade física e funcionalidade da rede de Bragg nesse meio. O interesse em aumentar a sensibilidade e alargar a gama de trabalho dos sensores conduziu ao revestimento das fibras ópticas. Atendendo ao potencial índole biológica e biomédica do trabalho, usou-se como material de recobrimento o diamante, dada a excelente resposta em termos de biocompatibilidade, resistência à corrosão, não toxicidade e afinidade para espécies químicas e biológicas. Os filmes foram obtidos por deposição química a partir da fase vapor assistida por filamento quente. Para além de amostras de fibra óptica, foram revestidas redes de Bragg uniformes e regeneradas. Os sensores revestidos com diamante foram caracterizados à deformação e à temperatura.

Metal-organic frameworks based on phosphonate linkers

During the last few decades, Metal-Organic Frameworks (MOFs), also known as Coordination Polymers, have attracted worldwide research attentions due to their incremented fascinating architectures and unique properties. These multidimensional materials have been potential applications in distinct areas: gas storage and separation, ion exchange, catalysis, magnetism, in optical sensors, among several others. The MOF research group at the University of Aveiro has prepared MOFs from the combination of phosphonate organic primary building units (PBUs) with, mainly, lanthanides. This thesis documents the last findings in this area involving the synthesis of multidimensional MOFs based on four di- or tripodal phosphonates ligands. The organic PBUs were designed and prepared by selecting and optimizing the best reaction conditions and synthetic routes. The self-assembly between phosphonate PBUs and rare-earths cations led to the formation of several 1D, 2D and 3D families of isotypical MOFs. The preparation of these materials was achieved by using distinct synthetic approaches: hydro(solvo)thermal, microwave- and ultrasound-assisted, one-pot and ionothermal synthesis. The selection of the organic PBUs showed to have an important role in the final architectures: while flexible phosphonate ligands afforded 1D, 2D and dense 3D structures, a large and rigid organic PBU isolated a porous 3D MOF. The crystal structure of these materials was successfully unveiled by powder or single-crystal X-ray diffraction. All multidimensional MOFs were characterized by standard solid-state techniques (FT-IR, electron microscopy (SEM and EDS), solid-state NMR, elemental and thermogravimetric analysis). Some MOF materials exhibited remarkable thermal stability and robustness up to ca. 400 ºC. The intrinsic properties of some MOFs were investigated. Photoluminescence studies revealed that the selected organic PBUs are suitable sensitizers of Tb3+ leading to the isolation of intense green-emitting materials. The suppression of the O−H quenchers by deuteration or dehydration processes improves substantially the photoluminescence of the optically-active Eu3+-based materials. Some MOF materials exhibited high heterogeneous catalytic activity and excellent regioselectivity in the ring-opening reaction of styrene oxide (PhEtO) with methanol (100% conversion of PhEtO at 55 ºC for 30 min). The porous MOF material was employed in gas separation processes. This compound showed the ability to separate propane over propylene. The ionexchanged form of this material (containing K+ cations into its network) exhibited higher affinity for CO2 being capable to separate acetylene over this environment non-friendly gas.

Multilayered micro/nanocrystalline CVD diamond coatings for biotribology

In the present work multilayered micro/nanocrystalline (MCD/NCD) diamond coatings were developed by Hot Filament Chemical Vapour Deposition (HFCVD). The aim was to minimize the surface roughness with a top NCD layer, to maximize adhesion onto the Si3N4 ceramic substrates with a starting MCD coating and to improve the mechanical resistance by the presence of MCD/NCD interfaces in these composite coatings. This set of features assures high wear resistance and low friction coefficients which, combined to diamond biocompatibility, set this material as ideal for biotribological applications. The deposition parameters of MCD were optimized using the Taguchi method, and two varieties of NCD were used: NCD-1, grown in a methane rich gas phase, and NCD-2 where a third gas, Argon, was added to the gas mixture. The best combination of surface pre-treatments in the Si3N4 substrates is obtained by polishing the substrates with a 15 μm diamond slurry, further dry etching with CF4 plasma for 10 minutes and final ultrasonic seeding in a diamond powder suspension in ethanol for 1 hour. The interfaces of the multilayered CVD diamond films were characterized with high detail using HRTEM, STEM-EDX and EELS. The results show that at the transition from MCD to NCD a thin precursor graphitic film is formed. On the contrary, the transition of the NCD to MCD grade is free of carbon structures other than diamond, as a result of the richer atomic hydrogen content and of the higher substrate temperature for MCD deposition. At those transitions, WC nanoparticles were found due to contamination from the filament, being also present at the first interface of the MCD layer with the silicon nitride substrate. In order to study the adhesion and mechanical resistance of the diamond coatings, indentation and particle jet blasting tests were conducted, as well as tribological experiments with homologous pairs. Indentation tests proved the superior behaviour of the multilayered coatings that attained a load of 800 N without delamination, when compared to the mono and bilayered ones. The multilayered diamond coatings also reveal the best solid particle erosion resistance, due to the MCD/NCD interfaces that act as crack deflectors. These results were confirmed by an analytical model on the stress field distribution based on the von Mises criterion. Regarding the tribological testing under dry sliding, multilayered coatings also exhibit the highest critical load values (200N for Multilayers with NCD-2). Low friction coefficient values in the range μ=0.02- 0.09 and wear coefficient values in the order of ~10-7 mm3 N-1 m-1 were obtained for the ball and flat specimens indicating a mild wear regime. Under lubrication with physiological fluids (HBSS e FBS), lower wear coefficient values ~10-9-10-8 mm3 N-1 m-1) were achieved, governed by the initial surface roughness and the effective contact pressure.

Microbe-mediated recovery of salt marshes contaminated with oil hydrocarbons

Salt marshes are highly productive intertidal habitats that serve as nursery grounds for many commercially and economically important species. Because of their location and physical and biological characteristics, salt marshes are considered to be particularly vulnerable to anthropogenic inputs of oil hydrocarbons. Sediment contamination with oil is especially dangerous for salt marsh vegetation, since low molecular weight aromatic hydrocarbons can affect plants at all stages of development. However, the use of vegetation for bioremediation (phytoremediation), by removal or sequestration of contaminants, has been intensively studied. Phytoremediation is an efficient, inexpensive and environmental friendly approach for the removal of aromatic hydrocarbons, through direct incorporation by the plant and by the intervention of degrading microbial populations in the rhizosphere (microbe-assisted phytoremediation). Rhizosphere microbial communities are enriched in important catabolic genotypes for degradation of oil hydrocarbons (OH) which may have a potential for detoxification of the sediment surrounding the roots. In addition, since rhizosphere bacterial populations may also internalize into plant tissues (endophytes), rhizocompetent AH degrading populations may be important for in planta AH degradation and detoxification. The present study involved field work and microcosms experiments aiming the characterization of relevant plant-microbe interactions in oilimpacted salt marshes and the understanding of the effect of rhizosphere and endosphere bacteria in the role of salt marsh plants as potential phytoremediation agents. In the field approach, molecular tools were used to assess how plant species- and OH pollution affect sediment bacterial composition [bulk sediment and sediment surrounding the roots (rhizosphere) of Halimione portulacoides and Sarcocornia perennis subsp. perennis] in a temperate estuary (Ria de Aveiro, Portugal) chronically exposed to OH pollution. In addition, the 16S rRNA gene sequences retrieved in this study were used to generate in silico metagenomes and to evaluate the distribution of potential bacterial traits in different microhabitats. Moreover, a combination of culture-dependent and -independent approaches was used to investigate the effect of oil hydrocarbons contamination on the structure and function of endophytic bacterial communities of salt marsh plants.Root systems of H. portulacoides and S. perennis subsp. perennis appear to be able to exert a strong influence on bacterial composition and in silico metagenome analysis showed enrichment of genes involved in the process of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) degradation in the rhizosphere of halophyte plants. The culturable fraction of endophytic degraders was essentially closely related to known OH-degrading Pseudomonas species and endophytic communities revealed sitespecific effects related to the level of OH contamination in the sediment. In order to determine the effects of oil contamination on plant condition and on the responses in terms of structure and function of the bacterial community associated with plant roots (rhizosphere, endosphere), a microcosms approach was set up. The salt marsh plant Halimione portulacoides was inoculated with a previous isolated Pseudomonas sp. endophytic degrader and the 2-methylnaphthalene was used as model PAH contaminant. The results showed that H. portulacoides health and growth were not affected by the contamination with the tested concentration. Moreover, the decrease of 2-methylnaphthalene at the end of experiment, can suggest that H. portulacoides can be considered as a potential plant for future uses in phytoremedition approaches of contaminated salt marsh. The acceleration of hydrocarbon degradation by inoculation of the plants with the hydrocarbon-degrading Pseudomonas sp. could not, however, be demonstrated, although the effects of inoculation on the structure of the endophytic community observed at the end of the experiment indicate that the strain may be an efficient colonizer of H. portulacoides roots. The results obtained in this work suggest that H. portulacoides tolerates moderate concentrations of 2-methylnaphthalene and can be regarded as a promising agent for phytoremedition approaches in salt marshes contaminated with oil hydrocarbons. Plant/microbe interactions may have an important role in the degradation process, as plants support a diverse endophytic bacterial community, enriched in genetic factors (genes and plasmids) for hydrocarbon degradation.

Diamond microelectrodes for corrosion studies

Este trabalho teve como objetivos a produção, caracterização e aplicação de microelétrodos (MEs) de diamante como sensores amperométricos e potenciométricos em sistemas de corrosão nos quais a agressividade do meio e a presença de produtos de corrosão, constituem obstáculos que podem diminuir o desempenho, ou inviabilizar a utilização, de outros tipos de sensores. Os microeléctrodos são baseados em filmes finos de diamante dopado com boro (BDD – Boron Doped Diamond) depositados sobre fios de tungsténio afiados, através do método de deposição química a partir da fase vapor, assistida por filamento quente (HFCVD – Hot Filament Chemical Vapor Deposition). A otimização das diversas etapas de fabricação dos MEs deu origem ao desenvolvimento de um novo sistema de afiamento eletroquímico para obtenção destes fios e a várias opções para a obtenção dos filmes de diamante condutor e seu isolamento com resinas para exposição apenas da ponta cilíndrica. A qualidade cristalina dos filmes de diamante foi avaliada por espectroscopia de Raman. Esta informação foi complementada com uma caracterização microestrutural dos filmes de diamante por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), em que se fez a identificação da tipologia dos cristais como pertencendo às gamas de diamante nanocristalino ou microcristalino. Os filmes de BDD foram utilizados na sua forma não modificada, com terminações em hidrogénio e também com modificação da superfície através de tratamentos de plasma RF de CF4 e O2 indutores de terminações C-F no primeiro caso e de grupos C=O, C-O-C e C-OH no segundo, tal como determinado por XPS. A caracterização eletroquímica dos MEs não modificados revelou uma resposta voltamétrica com elevada razão sinal/ruído e baixa corrente capacitiva, numa gama de polarização quasi-ideal com extensão de 3 V a 4 V, dependente dos parâmetros de crescimento e pós-tratamentos de superfície. Estudou-se a reversibilidade de algumas reações heterogéneas com os pares redox Fe(CN)6 3-/4- e FcOH0/+ e verificou-se que a constante cinética, k0, é mais elevada em elétrodos com terminações em hidrogénio, nos quais não se procedeu a qualquer modificação da superfície. Estes MEs não modificados foram também testados na deteção de Zn2+ onde se observou, por voltametria cíclica, que a detecção da redução deste ião é linear numa escala log-log na gama de 10-5-10-2 M em 5 mM NaCl. Realizaram-se também estudos em sistemas de corrosão modelares, em que os microeléctrodos foram usados como sensores amperométricos para mapear a distribuição de oxigénio e Zn2+ sobre um par galvânico Zn-Fe, com recurso a um sistema SVET (Scanning Vibrating Electrode Technique). Foi possível detetar, com resolução lateral de 100 μm, um decréscimo da concentração de O2 junto a ambos os metais e produção de catiões de zinco no ânodo. Contudo verificou-se uma significativa deposição de zinco metálico na superfície dos ME utilizados. Os MEs com superfície modificada por plasma de CF4 foram testados como sensores de oxigénio dissolvido. A calibração dos microeléctrodos foi efetuada simultaneamente por voltametria cíclica e medição óptica através de um sensor de oxigénio comercial. Determinou-se uma sensibilidade de ~0.1422 nA/μM, com um limite de deteção de 0.63 μM. Os MEs modificados com CF4 foram também testados como sensores amperométricos com os quais se observou sensibilidade ao oxigénio dissolvido em solução, tendo sido igualmente utilizados durante a corrosão galvânica de pares Zn-Fe. Em alguns casos foi conseguida sensibilidade ao ião Zn2+ sem que o efeito da contaminação superficial com zinco metálico se fizesse sentir. Os microeléctrodos tratados em plasma de CF4 permitem uma boa deteção da distribuição de oxigénio, exibindo uma resposta mais rápida que os não tratados além de maior estabilidade de medição e durabilidade. Nos MEs em que a superfície foi modificada com plasma de O2 foi possível detetar, por cronopotenciometria a corrente nula, uma sensibilidade ao pH de ~51 mV/pH numa gama de pH 2 a pH 12. Este comportamento foi associado à contribuição determinante de grupos C-O e C=O, observados por XPS com uma razão O/C de 0,16. Estes MEs foram igualmente testados durante a corrosão galvânica do par Zn-Fe onde foi possível mapear a distribuição de pH associada ao desenvolvimento de regiões alcalinas causadas pela redução do oxigénio, acima da região catódica, e de regiões ácidas decorrentes da dissolução anódica do ânodo de zinco. Com o par galvânico imerso em 50 mM NaCl registou-se uma variação de pH aproximadamente entre 4,8 acima do ânodo de zinco a 9,3 sobre o cátodo de ferro. A utilização pioneira destes MEs como sensores de pH é uma alternativa promissora aos elétrodos baseados em membranas seletivas.