Degradation analysis of the SnO2 and ZnO-based varistors using electrostatic force microscopy

The degradation phenomena of ZnO and SnO2-based varistors were investigated for two different degradation methods: DC voltage at increased temperature and degradation with 8/20 μs pulsed currents (lightning type). Electrostatic force microscopy (EFM) was used to analyze the surface charge accumulated at grain-boundary regions before and after degradation. Before the degradation process, 85% of the barriers are active in the SnO2 system, while the ZnO system presents only 30% effective barriers. Both systems showed changes in the electrical behavior when degraded with pulses. In the case of the ZnO system, the behavior after pulse degradation was essentially ohmic due to the destruction of barriers (about 99% of the interfaces are conductive). After the degradation with 8/20 μs pulsed currents, the SnO2 system still presents nonohmic behavior with a significant decrease in the quantity of effective barriers (from 85% to 5%). However, when the degradation is accomplished with continuous current, the SnO2 system exhibits minimum variation, while the ZnO system degrades from 30% to 5%. This result indicates the existence of metastable defects of low concentration and/or low diffusion in the SnO2 system. High energy is necessary to degrade the barriers due to defect annihilation in the SnO2 system. © 2013 The American Ceramic Society.

Contribuição eletrostática e não eletrostática na interação de peptídeos líticos com membranas modelo

Pós-graduação em Biofísica Molecular - IBILCE

Estudo do comportamento coloidal de suspensão de fibra de celulose, carbonato de cálcio, amido catiônico: variação da força iônica e do pH

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Propriedades geomecânicas de um solo compactado com vermiculita para fins de cobertura em aterro de resíduos

Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental - FEB

Estruturas vesiculares em misturas de surfactantes catiônicos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estratégias de inibição, mecanismos moleculares e interações intermoleculares em complexos macromoleculares

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Simulação computacional da adsorção dos poluentes benzeno, tolueno e p-xileno sobre carvão ativado

Os maiores problemas de contaminação de aquíferos e solos são atribuídos aos hidrocarbonetos monoaromáticos, que são os constituintes mais solúveis e mais móveis da fração de algumas substâncias, como por exemplo, da gasolina. Para a remoção destes contaminantes, a adsorção por carvão ativado é o método mais utilizado, pois o carvão apresenta uma habilidade significativa para adsorver componentes orgânicos de baixo peso molecular, como o benzeno, o tolueno e o p-xileno. Neste trabalho, verificou-se a adsorção dos mesmos sobre carvão ativado via simulação computacional. Como base, utilizou-se o modelo postulado de carvão preparado por Bourke et al. (2007). Várias etapas foram concluídas desde os modelos das estruturas do carvão e dos poluentes até as simulações de dinâmica molecular. Para a análise conformacional da estrutura do carvão, foi utilizado o método semi-empírico PM3 e para o processo de dinâmica, o campo de força AMBER FF99SB. A estrutura passou por um aquecimento, à pressão constante, até alcançar uma temperatura final de 298K (25ºC), sendo suas informações coletadas a cada 50ps. Posteriormente, a estrutura foi submetida a equilíbrio de sistema, à temperatura constante de 298K (25ºC), por 500ps para então suas informações serem analisadas. Por fim, o sistema foi então submetido à dinâmica molecular durante 15 ns. Após análise dos resultados, constatou-se que os grupos éter, lactona e carbonila (cetona) presentes na estrutura de carvão ativado conferem caráter ácido à mesma e devido a isto e à sua consequente carga superficial negativa, a adsorção tornou-se viável uma vez que os poluentes apresentavam carga superficial positiva, o que corrobora o entendimento que já se tem a respeito desse tipo de fenômeno.

Caracterização físico-química e avaliação toxicológica preliminar do copolímero sulfato de condroitina-co-N-isopropilacrilamida para uso farmacêutico

A Indústria Farmacêutica utiliza polímeros em forma de nanopartículas em formulações de liberação controlada e vetorizada por possuírem baixo custo em relação a demais métodos de preparações de formas farmacêuticas, aparentemente não serem reconhecidos pelo sistema de defesa do organismo, proporcionar melhora da eficácia, diminuição da toxicidade e da dose de fármaco administrado. O sulfato de condroitina-co-Nisopropilacrilamida (SCM + NIPAAm) é um copolímero proposto para este fim, a partir da reação de um polímero sintético, o poli N-isopropilacrilamida (PNIPAAm), com características termossensíveis, com um natural, o Sulfato de Condroitina (SC), com características bioadesivas. Assim, a copolimerização pode ser capaz de somar estas propriedades e aperfeiçoar o seu uso como um veículo para liberação controlada. Este trabalho objetivou, portanto, realizar a caracterização fisico-quimica das partículas de sulfato de condroitina e Nisopropilacrilamida e do copolímero SCM+NIPAAm (2,5 % e 5%) e do SCM+PNIPAAm 2,5% e uma avaliação toxicológica parcial de um destes copolímeros que apresentar as melhores propriedades de um eficiente carreador de fármacos, selecionado a partir dos ensaios de caracterização físico-química. Para determinar a estrutura química dos sistemas particulados e analisar os seus componentes químicos, foi realizada a Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectroscopia do Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR); Para analisar a morfologia das partículas, foi usado a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); A Termogravimetria/ Termogravimetria Derivada e Análise Térmica Diferencial (TG/DTG) foi usada para avaliar o comportamento térmico dos sistemas particulados, bem como auxiliar na análise de Cinética de Degradação (CD, método de Flynn-Wall-Ozawa); Foi ainda realizado a técnica de degradação in vitro e a determinação carga superficial e tamanho de partículas (análise do Potencial Zeta, PZ). Para avaliar a toxicidade, foi realizado o bioensaio em microcrustáceo Artemia salina (24 e 48 h), viabilidade celular (citotoxicidade) em células PC-12 (método do MTT) e também a toxicidade aguda oral em camundongos. As análises de RMN, FTIR e MEV demonstraram semelhança quanto ao aspecto estrutural e morfológico entre os copolímeros estudados. As análises de TG demonstraram que o SCM+NIPAAm 5% apresentou maior estabilidade térmica em relação aos demais copolímeros avaliados, uma vez que sua decomposição polimérica ocorre em temperaturas superiores, em torno de 233ºC. O DTA demonstrou valores de temperaturas concordantes com os eventos térmicos de decomposição apresentados pelas curvas das análises TG. Sua estabilidade foi confirmada através da CD e estudo de degradação in vitro, apresentando, respectivamente, Ea > 100 kJ mol^-1 e perda de 48% da sua massa inicial após três meses. Além disso, SCM+NIPAAm 5% apresentou diâmetro de partícula inferior a 200 nm e índice de polidispersão de 0,35, além do PZ > -30mV, caracteristicas de um promissor candidato a carreador de fármacos. Em relação às avaliações toxicológicas, o SCM+NIPAAm 5% não apresentou toxicidade no bioensaio de A. salina (CL₅₀ > 1000) e no modelo celular avaliado, dentro das concentrações e circunstâncias de exposição estudadas. O SCM+NIPAAm 5%, na dose oral de 2000 mg/kg, não apresentou nenhum sinal evidente de toxicidade em camundongos, o que foi corroborado pela ausência de alterações anatomo-histopatológicas. A copolimerização do Sulfato de Condroitina e N-isopropilacrilamida na concentração estudada, dada suas características físico-químicas e toxicológicas preliminares, apresenta propriedades que contribuem para a proposta de um sistema que constitui uma nova forma de liberação controlada, especialmente de fármacos.

Adsorção de molibdato em minerais de argilas naturais e modificadas com ácido sulfúrico, ácido húmico e uréia

Sedimentos argilosos provenientes do município Assis Brasil, Acre, foram lixiviados com soluções de ácido sulfúrico, ácido húmico e uréia, visando avaliar a capacidade de retenção de molibdato nesses materiais e investigar a viabilidade do processo de adsorção na interface sólido-solução. Os materiais foram caracterizados a partir de dados de difração de raios X, espectros FTIR, cargas superficiais e composição química. Os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e Sips foram usados no ajuste dos dados experimentais de adsorção. Os minerais identificados nos sedimentos argilosos foram esmectita, caulinita, ilita, quartzo, albita, microclineo e calcita. A modificação química promoveu a amorfização da amostra modificada com ácido sulfúrico e delaminação ao longo do plano 001 da amostra modificada com uréia. Os ajustes matemáticos definidos pelos parâmetros (K_L,K_f) das isotermas de adsorção, avaliação de C_e vs. Q_e, pH vs. Q_e ,Qmáx (sips) e Kd indicaram que a amostra S10H15 é a mais eficiente na adsorção de MoO₄^2-, com q_Max = 6,83 mg.L^-1.

Determinação do gradiente de pH na região interna a duas membranas em equilíbrio com eletrólito

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Amphiphilic planar membranes in ionic equilibrium: a study of pH position-dependent values

The pH values near a planar dissociating membrane are studied under a mean field approximation using the Poisson-Boltzmann equation and its linear form. The equations are solved in planar symmetry with the consideration that the charge density on the dissociating membrane surface results from an equilibrium process with the neighboring electrolyte. Results for the membrane dissociation degree are presented as a function of the electrolyte ionic strength and membrane surface charge density. Our calculations indicate that pH values have an appreciable variation within 2 nm from the membrane. It is shown that the dissociation process is enhanced due to the presence of bivalent ions and that pH values acquire better stability than in an electrolyte containing univalent ions.

Critical adsorption of polyelectrolytes onto charged Janus nanospheres

Based on extensive Monte Carlo simulations and analytical considerations we study the electrostatically driven adsorption of flexible polyelectrolyte chains onto charged Janus nanospheres. These net-neutral colloids are composed of two equally but oppositely charged hemispheres. The critical binding conditions for polyelectrolyte chains are analysed as function of the radius of the Janus particle and its surface charge density, as well as the salt concentration in the ambient solution. Specifically for the adsorption of finite-length polyelectrolyte chains onto Janus nanoparticles, we demonstrate that the critical adsorption conditions drastically differ when the size of the Janus particle or the screening length of the electrolyte are varied. We compare the scaling laws obtained for the adsorption-desorption threshold to the known results for uniformly charged spherical particles, observing significant disparities. We also contrast the changes to the polyelectrolyte chain conformations close to the surface of the Janus nanoparticles as compared to those for simple spherical particles. Finally, we discuss experimentally relevant physicochemical systems for which our simulations results may become important. In particular, we observe similar trends with polyelectrolyte complexation with oppositely but heterogeneously charged proteins.

Validation of an HPLC Method for the Determination of Dibucaine Encapsulated in Solid Lipid Nanoparticles and Nanostructured Lipid Carriers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Dioctadecyldimethylammonium:Monoolein Nanocarriers for Efficient in Vitro Gene Silencing

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Structure of the polypeptide crotamine from the Brazilian rattlesnake Crotalus durissus terrificus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)