Design e fabrico de novos eléctrodos impressos em papel para desenvolvimento de biossensores enzimáticos com aplicações biomédicas

Num mundo em crescente evolução é necessário tentar melhorar as condições de saúde global. Um factor importante para a prevenção e tratamento de doenças é o seu correcto diagnóstico. Uma vez que nem todos os países têm a mesma capacidade económica, existe a necessidade de se criar testes rápidos e baratos que possam ser acessíveis no mundo inteiro. Os point-of-care tests, como é o caso dos biossensores de glucose vastamente utilizados na monitorização da diabetes, apresentam uma solução para este problema. Os biossensores impressos em papel, em particular, são uma ferramenta que pode vir a ser muito útil na construção destes testes rápidos tornando-os mais “amigos do ambiente” e reduzindo os seus custos. O objectivo deste trabalho foi desenvolver biossensores enzimáticos, de segunda geração, impressos em papel e baseados na enzima glucose oxidase, para a detecção da glucose. Inicialmente foi feito um estudo de possíveis mediadores a utilizar, tendo-se escolhido o ferroceno por apresentar um limite de detecção adequado, ter apresentado um valor de potencial de redução relativamente baixo, 0.232 V vs pseudo ref. Ag/AgCl, ser um composto fácil de obter e com custos reduzidos. Os dispositivos baseiam-se em canais microfluídicos, eléctrodos e ligações eléctricas fabricadas em substrato de papel, utilizando as técnicas de impressão a cera, screen printing e inkjet printing. O circuito constituinte destes dispositivos foi feito recorrendo a tintas condutoras, sendo que, à tinta utilizada para o eléctrodo de trabalho foi incorporado o ferroceno. Sobre o eléctrodo de trabalho foi impressa glucose oxidase, utilizando a técnica de inkjet printing. Os eléctrodos fabricados apresentaram resposta à glucose, muito embora com baixa reprodutibilidade, podendo esta ser causada pela falta de controlo na preparação dos mesmos (manufactura manual e variabilidade da viscosidade da pasta usada no eléctrodo de trabalho). A técnica de inkjet printing em enzimas é ainda muito recente, existindo ainda alguns aspectos, como o seu efeito na actividade da enzima, que não foram avaliados neste projecto, mas que no futuro deverão ser estudados. Podemos concluir que, os eléctrodos deram uma resposta electroquímica consistente à adição de glucose, 8 mM- 30 mM, sendo que os mesmos foram reconhecidos no glucómetro comercial TRUETrackTM blood glucometer; no entanto, os valores de corrente dos dispositivos estavam abaixo do limite de detecção do instrumento.

Avaliação de um equipamento de fabrico por fusão de filamento

Esta dissertação diz respeito à manufactura por adição, onde são avaliadas as capacidades para diferentes condições de funcionamento de uma impressora 3D por fusão de filamento, de modo a poder quantificar as respectivas vantagens em comparação com outras opções actualmente disponíveis no mercado. Num contexto de inovação tecnológica, este trabalho tem em vista a validação e a possível aplicação deste tipo de equipamentos de fabrico no mercado empresarial e industrial. Realizaram-se ensaios de fabrico que permitem identificar diferentes áreas de aplicação através das características de funcionamento, como o tempo de fabrico, a precisão dimensional, a variação mínima da precisão e a rugosidade de superfícies verticais e horizontais. O equipamento utilizado foi uma impressora Leapfrog Creatr14. Nesta avaliação caracterizaram-se os três tipos de qualidade de impressão disponíveis (baixa, média e alta). Cada componente foi concebido para analisar um único aspecto da qualidade de impressão, mantendo todos os outros constantes. O conhecimento assim adquirido poderá servir como possível base de comparação dos equipamentos de fabrico por fusão de filamento, dado que é uma tecnologia em crescimento e em desenvolvimento constante.

Contribuição para a otimização do fabrico de compressores scroll

A indústria automóvel é um meio extremamente competitivo, onde existe uma procura constante por novas soluções, sempre com a necessidade de redução de custos e otimização de recursos. A Halla Visteon Climate Control (HVCC), que se trata de uma empresa líder na sua área de atuação, verificou a existência de problemas no processo de fabrico de alguns componentes do seu compressor Scroll, na sequência da alteração da matéria-prima para uma liga AA 6082-T6. Na presente Dissertação realizou-se uma análise comparativa entre o material corrente e um novo material, AA 7075-T6, sem que tenham sido alterados quaisquer parâmetros do processo produtivo, tornando possível a avaliação do potencial de utilização do novo material. Foram testados diversos parâmetros, tendo em conta as diferentes etapas do processo produtivo, como a dureza e a rugosidade superficial, o estado do revestimento aplicado por Electroless e o comportamento da camada obtida por Anodização. A utilização da liga 7075 permitiu obter melhores resultados após as etapas de maquinagem, podendo contribuir para a eliminação dos problemas verificados nesta etapa do processo. No que diz respeito aos testes realizados após aplicação tanto dos revestimentos Ni-P, como da camada anodizada, os resultados revelaram-se semelhantes aos da liga 6082, sendo de destacar a melhoria de adesão verificada, comprovando assim o potencial de utilização deste material, especialmente num processo que possa ver os parâmetros otimizados para o mesmo.

Influência da temperatura na germinação de sementes de Cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) no escuro

Objetivou-se determinar a influência de diferentes temperaturas constantes (20, 25, 30 e 35°C) e alternadas de 12 / 12 horas (20:30°C e 20:35°C) na germinação de sementes de uma população cultivada de cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) na ausência de luz. Foram avaliadas a percentagem de germinação e o índice de velocidade de germinação (I.V.G.). Os tratamentos com temperaturas alternadas foram similares, com 68,7% e 65,5% de germinação e com 33,7 e 32,7 de I.V.G., respectivamente. Nos tratamentos com temperaturas constantes a germinação foi baixa, com percentagens de germinação entre 0 e 1%.

Influência do tipo de alimento e da temperatura na evacuação gástrica da piranha caju (Pygocentrus nattereri) em condições experimentais

taxa de evacuação gástrica é uma variável importante para estimar o consumo diário de alimento e portanto a pressão de predação que um piscívoro exerce sobre as presas. Esta taxa pode ser influenciada pela temperatura, tamanho do predador e pelo tipo de alimento. Neste trabalho medimos experimentalmente os efeitos que estas três variáveis exercem sobre a evacuação gástrica de Pygocentrus nattereri, um dos principais piscívoros da Amazônia. Para isso foram utilizadas temperaturas variando de 27° a 31°C e os seguintes itens alimentares: músculo e nadadeira de Semaprochilodus insignis e gafanhoto da espécie Paulinia sp. Estes alimentos compõem a dieta silvestre da piranha. O tamanho da piranha não influenciou na evacuação gástrica. Músculos obtiveram uma taxa de evacuação gástrica de 18,3% h -1, enquanto que nadadeira e gafanhoto obtiveram uma taxa média de 10,7% h -1. O efeito da temperatura foi mais pronunciado quando o item alimentar era músculo do que com nadadeira e insetos.

Influência da temperatura e do substrato na germinação de sementes de itaubarana (Acosmium nitens (Vog.) Yakovlev) - Leguminosae, Caesalpinoideae

Acosmium nitens (Vog.) Yakovlev (Itaubarana), Leguminosae Caesalpinoideae, é uma espécie madeireira e ocorre em áreas inundáveis da Amazônia. O objetivo deste trabalho foi estudar a germinação de sementes de itaubarana sob diferentes condições de temperatura e substrato, utilizando-se como parâmetros a porcentagem e o tempo médio de germinação. Realizou-se um experimento, de acordo com o fatorial 4x3, nas temperaturas constantes de 20, 25, 30 e 35°C e utilizando os substratos sobre areia (S.A), sobre papel (S.P) e sobre vermiculita (S.V). O delineamento estatístico empregado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial, com quatro repetições de 25 sementes por tratamento. Os resultados demonstraram que não ocorreu germinação das sementes quando semeadas sobre papel nas temperaturas de 30 e 35°C. Para o substrato vermiculita, em todas as temperaturas testadas, foram observadas altas taxas de germinação das sementes com valores variando de 87 a 97%. A temperatura de 30°C juntamente com o substrato vermiculita mostrou-se mais adequada para a germinação das sementes; nesta condição foi obtida a maior taxa de germinação (97%) com tempo médio de aproximadamente 5,0 dias. Para o substrato sobre areia, as temperaturas de 20, 25 e 30°C proporcionaram maiores porcentagens de germinação das sementes quando comparadas com a temperatura de 35°C. Para as temperaturas de 30 e 35°C, o substrato sobre vermiculita proporcionou maior taxa de germinação quando comparado aos demais substratos.

Influência da temperatura e da quantidade de água no substrato sobre a germinação de sementes de Ochroma pyramidale (Cav. ex Lam.) Urban (pau-de-balsa)

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar diferentes volumes de água no substrato e temperaturas na germinação de sementes de Ochroma pyramidale (Cav. ex Lam.) Urban. Antes da instalação dos testes de germinação, as sementes foram tratadas com imersão em água quente a 80º C até o resfriamento, para superar a dormência. A semeadura foi realizada em rolos de papel germitest, umedecidos com volumes (mL) de água equivalentes a 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0 vezes o peso do substrato nas temperaturas de 25, 30 e 35º C. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado com os tratamentos em esquema fatorial 4 x 3. Para cada tratamento, utilizaram-se quatro repetições de 25 sementes. Após o encerramento do experimento (aos 21 dias), foi avaliada a porcentagem, o índice de velocidade de germinação e os comprimentos da raiz primária e do hipocótilo. A porcentagem de germinação final não foi influenciada pelos fatores estudados. O índice de velocidade de germinação foi favorecido pelas maiores temperaturas, 30 e 35º C. A temperatura de 30º C e a quantidade de água de 1,5 vezes o peso do papel, e 35º C e a quantidade de 3,0 vezes, foram as mais indicadas para o desenvolvimento da raiz primária e do hipocótilo da espécie. Para a germinação das sementes de O. pyramidale recomenda-se a temperatura de 30º C com a quantidade de água de 1,5 vezes o peso do papel, e a temperatura de 35º C com a quantidade de água de 3,0 vezes.

Efeito do tempo e temperatura de cura em concretos autoadensáveis com reduzido teor de cimento

Os concretos com reduzidos teores de cimento têm sido foco de crescentes estudos em virtude do seu potencial quanto a sustentabilidade das construções. Mais recentemente o estudo ascendeu aos concretos autoadensáveis com reduzidos teores de cimento. Entretanto, há uma preocupação quanto ao ganho de resistência nas primeiras idades desses concretos devido ao baixo teor de cimento e o elevado teor de adições minerais que conhecidamente proporcionam melhorias nas resistências a longas idades, notadamente acima de 90 dias. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o ganho de resistência e a hidratação de concretos autoadensáveis com reduzidos teores de cimento e elevados teores de cinza volante e metacaulim, com e sem adição de hidróxido de cálcio. Para tanto, os concretos foram submetidos a cura por imersão em água a temperatura de 20±2ºC durante 3, 7, 14, 21, 28, 91 e 360 dias e também cura em água aquecida a 40ºC por 3 dias acrescidos de mais 3 dias a 60ºC e um dia de resfriamento dentro do banho térmico até a temperatura ambiente. Foram realizados ensaios de slump flow, L-box, V-test e J-ring para caracterização do CAA no estado fresco. No estado endurecido foram realizados ensaios de resistência à compressão a idades de 3, 7, 14, 28, 90 e 360 dias, absorção por capilaridade, difração de raios X e MEV. Os resultados demonstram a aptidão em desenvolver CAA com reduzidos teores de cimento devido a excelente capacidade das cinzas volantes e metacaulim em trabalharem como agentes viscosificadores dos concretos autoadensáveis. Verifica-se que é possível produzir CAA com consumos de cimento entre 150 e 200 kg/m3 que atinjam resistências aos 28 dias entre 25 e 40 MPa e entre 45 e 70 MPa, para cura úmida e térmica respectivamente. A partir do ensaios de MEV e DRX é possível inferir que o ganho de resistência obtido pelos CAA com cura térmica é devido a aceleração das reações pozolânicas e da estrutura interna mais densa dos concretos submetidos a cura térmica.

Umidade de equilíbrio da madeira de angelim vermelho (Dinizia excelsa Ducke ), guariúba (Clarisia racemosa Ruiz & Pav.) e tauarí vermelho (Cariniana micrantha Ducke) em diferentes condições de temperatura e umidade relativa

A umidade de equilíbrio deve ser determinada para o local onde a madeira será empregada. Isto pode ser feito através da determinação da umidade das amostras de madeira expostas às condições ambientais de temperatura e umidade relativa em ensaios de campo, de laboratório equipado com câmara de climatização ou estimativas por meio de modelos matemáticos. Neste trabalho foi determinada a umidade de equilíbrio da madeira - UEM do angelim vermelho (Dinizia excelsa Ducke), guariúba (Clarisia racemosa Ruiz & Pav.) e tauarí vermelho (Cariniana micrantha Ducke ), em duas condições de temperatura e três de umidade relativa em câmara de climatização. Encontrou-se diferenças entre a umidade de equilíbrio estimada pela equação de Simpson (1971) e o valor real determinado em câmara climática. Na simulação de ensaio a 25º C de temperatura e umidade relativa de 40% a UEM ficou em média 26,6% superior ao valor estimado pela equação de Simpson (1971), constituindo-se na maior variação. A menor variação foi de 2,1% registrada na espécie angelim vermelho na condição de 35º C e 80% de umidade relativa. A equação de Simpson, no geral, tendeu a superestimar os valores de UEM nas três espécies.

Influência da escarificação e da temperatura sobre a germinação de sementes de Samanea tubulosa (Benth.) Barneby & J.W. Grimes (sete cascas)

Samanea tubulosa (Benth.) Barneby & J.W Grimes (sete cascas) é uma planta arbórea nativa do Pantanal Matogrossense, cujas sementes possuem dormência provavelmente causada pela impermeabilidade do tegumento à água. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de comparar a eficiência da escarificação mecânica e química para superar a dormência tegumentar e o efeito da temperatura sobre a germinação de sementes de sete cascas. Foram empregados quatro diferentes procedimentos de escarificação: testemunha (sem escarificação); a escarificação mecânica; a escarificação com ácido sulfúrico durante cinco minutos e a escarificação com ácido sulfúrico durante dez minutos. Os níveis de temperatura empregados foram de 20, 25, 30 e 35ºC. A semeadura foi realizada em papel toalha germitest, na forma de rolo. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado com os tratamentos em esquema fatorial 4x4. Para cada tratamento, foram utilizadas quatro repetições de 25 sementes. Foi avaliada a porcentagem de germinação das sementes, utilizado como critério emissão da raiz primária com 2 mm de comprimento. Foi observado que a espécie S. tubulosa possui dormência tegumentar causada pela impermeabilidade do tegumento a água. As escarificações química com ácido sulfúrico por cinco e dez minutos foram eficientes para superação da dormência e as combinações de escarificação com temperatura que promoveram maiores porcentagens de germinação para a espécie foram a escarificação com imersão em ácido sulfúrico durante cinco e dez minutos e as temperaturas de 25, 30 e 35ºC.

Emergência de plântulas de Astrocaryum aculeatum G. May. em função da temperatura e do período de embebição das sementes

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a emergência de plântulas de Astrocaryum aculeatum a partir de sementes submetidas a diferentes temperaturas e períodos de embebição. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 (temperaturas de embebição em água: 25ºC, 30ºC, 35ºC e 40ºC) X 3 (períodos de embebição: 2, 4 e 6 dias), com testemunha (sem embebição) e com quatro repetições. As semeaduras foram realizadas em viveiro. A emergência e o índice de velocidade de emergência só diferiram entre a testemunha e os tratamentos aplicados, independentes do período e da temperatura, com resultados favoráveis para a embebição das sementes. O tempo médio de emergência apresentou efeito de interação significativo, destacando-se a utilização da temperatura de embebição de 40ºC, associada ao período de 4 dias, que proporcionou um menor tempo médio (163 dias). O tempo inicial de emergência foi menor na temperatura de 35ºC (80 dias), enquanto o tempo final de emergência não apresentou diferença entre as médias. Sementes embebidas por 2 dias apresentaram 50% de sementes mortas ao final do experimento, enquanto as embebidas por 4 dias, apenas 38%. A emergência de plântulas de A. aculeatum foi favorecida pela embebição, independente da temperatura e do período utilizados.

Influência do pH e temperatura sobre a atividade amilolítica de rizóbios isolados de solos da Amazônia

Poucas são as informações referentes ao perfil enzimático de bactérias rizobiais. Em meio de cultura solidificado, foi conduzido um experimento em fatorial 7 x 3 x 3 para avaliar o efeito do pH (5,0; 6,5 e 8,0) e da temperatura (25, 35 e 42 ºC) sobre a atividade amilolítica de sete isolados de rizóbio. As maiores atividades amilolíticas foram observadas em ambientes ácidos, com algumas bactérias também produzindo níveis significativos em pH 8,0. Entre as interações significativas (P<0,01), os isolados INPA R-110 e R-822 apresentaram máximas atividades em pH 5,0 e 25 ºC, com o R-822 também sendo um bom produtor de amilase nas temperaturas de 35 e 42 ºC. Em termos gerais, os isolados INPA R-110 e R-822 foram os melhores produtores de amilases, com atividades enzimáticas maiores do que 2,0.

Desenvolvimento e caracterização de díodos orgânicos emissores de luz

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Estudo e caracterização mecânica por via experimental de modelos de subestruturas eletromecânicas aplicadas ao fabrico de transformadores de grande potência

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Optimization of magnetoelectric composites based on electroactive polymers for energy harvesting and sensor application

Tese de Doutoramento em Engenharia de Materiais.