Efeito fotocrômico em Ormosil's dopados com molibdênio preparados por síntese de Sol-Gel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Nanopartículas de sílica e ácido p-amino benzóico: um estudo de associação para protetores solares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Correlações entre estrutura e propriedades de condução iônica em materiais híbridos siloxano-poli (propileno óxido), dopados com sais de sódio e potássio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Matrizes híbridas siloxano-poliéter para liberação controlada de fármacos

Pós-graduação em Química - IQ

Materiais híbridos de sílica/orgânico dopados com rodamina-B: estudo da luminescência e preparação de filmes finos para aplicações em fotônica

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

Hybrid materials for biomedical applications

The increased longevity of humans and the demand for a better quality of life have led to a continuous search for new implant materials. Scientific development coupled with a growing multidisciplinarity between materials science and life sciences has given rise to new approaches such as regenerative medicine and tissue engineering. The search for a material with mechanical properties close to those of human bone produced a new family of hybrid materials that take advantage of the synergy between inorganic silica (SiO4) domains, based on sol-gel bioactive glass compositions, and organic polydimethylsiloxane, PDMS ((CH3)2.SiO2)n, domains. Several studies have shown that hybrid materials based on the system PDMS-SiO2 constitute a promising group of biomaterials with several potential applications from bone tissue regeneration to brain tissue recovery, passing by bioactive coatings and drug delivery systems. The objective of the present work was to prepare hybrid materials for biomedical applications based on the PDMS-SiO2 system and to achieve a better understanding of the relationship among the sol-gel processing conditions, the chemical structures, the microstructure and the macroscopic properties. For that, different characterization techniques were used: Fourier transform infrared spectrometry, liquid and solid state nuclear magnetic resonance techniques, X-ray diffraction, small-angle X-ray scattering, smallangle neutron scattering, surface area analysis by Brunauer–Emmett–Teller method, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Surface roughness and wettability were analyzed by 3D optical profilometry and by contact angle measurements respectively. Bioactivity was evaluated in vitro by immersion of the materials in Kokubos’s simulated body fluid and posterior surface analysis by different techniques as well as supernatant liquid analysis by inductively coupled plasma spectroscopy. Biocompatibility was assessed using MG63 osteoblastic cells. PDMS-SiO2-CaO materials were first prepared using nitrate as a calcium source. To avoid the presence of nitrate residues in the final product due to its potential toxicity, a heat-treatment step (above 400 °C) is required. In order to enhance the thermal stability of the materials subjected to high temperatures titanium was added to the hybrid system, and a material containing calcium, with no traces of nitrate and the preservation of a significant amount of methyl groups was successfully obtained. The difficulty in eliminating all nitrates from bulk PDMS-SiO2-CaO samples obtained by sol-gel synthesis and subsequent heat-treatment created a new goal which was the search for alternative sources of calcium. New calcium sources were evaluated in order to substitute the nitrate and calcium acetate was chosen due to its good solubility in water. Preparation solgel protocols were tested and homogeneous monolithic samples were obtained. Besides their ability to improve the bioactivity, titanium and zirconium influence the structural and microstructural features of the SiO2-TiO2 and SiO2-ZrO2 binary systems, and also of the PDMS-TiO2 and PDMS-ZrO2 systems. Detailed studies with different sol-gel conditions allowed the understanding of the roles of titanium and zirconium as additives in the PDMS-SiO2 system. It was concluded that titanium and zirconium influence the kinetics of the sol-gel process due to their different alkoxide reactivity leading to hybrid xerogels with dissimilar characteristics and morphologies. Titanium isopropoxide, less reactive than zirconium propoxide, was chosen as source of titanium, used as an additive to the system PDMS-SiO2-CaO. Two different sol-gel preparation routes were followed, using the same base composition and calcium acetate as calcium source. Different microstructures with high hydrophobicit were obtained and both proved to be biocompatible after tested with MG63 osteoblastic cells. Finally, the role of strontium (typically known in bioglasses to promote bone formation and reduce bone resorption) was studied in the PDMS-SiO2-CaOTiO2 hybrid system. A biocompatible material, tested with MG63 osteoblastic cells, was obtained with the ability to release strontium within the values reported as suitable for bone tissue regeneration.

Fontes de minerais orgânicos e inorgânicos para leitões desmamados

A presente pesquisa foi realizada com o objetivo de comparar os efeitos de fontes orgânicas e inorgânicas de microminerais sobre o desempenho, os parâmetros sanguíneos e a deposição de minerais em tecidos e órgãos de leitões desmamados. Foram utilizados 54 leitões de genética comercial, desmamados com idade média de 24 dias e peso médio de 7,35±0,88kg, num delineamento experimental de blocos ao acaso, com dois tratamentos, nove repetições e três animais por parcela. Os tratamentos foram representados pelo uso de rações suplementadas com minerais de fontes orgânicas ou inorgânicas (Cu, Zn, Fe, Mn e Se) no período dos 24 aos 57 dias de idade. Foram avaliados o consumo diário de ração, o ganho diário de peso, a conversão alimentar, os parâmetros hematológicos e a deposição de minerais em tecidos e órgãos. As fontes orgânicas de minerais nas rações fornecidas dos 24 aos 57 dias de idade melhoraram o ganho diário de peso (P=0,06) e a conversão alimentar (P=0,05) e aumentaram o número de hemáceas (P=0,10), contudo não influenciaram a deposição de minerais no músculo masseter, fígado, coração, baço e rim. Portanto, o suplemento de minerais de fontes orgânicas foi mais eficiente para o desempenho dos leitões na fase de creche.

Fracionamento e biodisponibilidade de metais pesados em solo contaminado, incubado com materiais orgânicos e inorgânicos

Procedimentos baseados em alterações nas propriedades químicas podem atuar como agentes mitigadores da fitotoxidez de metais pesados no solo. No entanto, é difícil predizer os efeitos de diferentes materiais sobre a disponibilidade de metais em solo contaminado simultaneamente por vários metais. O presente estudo, desenvolvido em solo proveniente de área de rejeitos de uma unidade de extração e industrialização de zinco da Companhia Mineira de Metais-CMM, em Três Marias (MG), objetivou avaliar os teores, a distribuição entre diferentes frações e a biodisponibilidade de Zn, Cd, Cu e Pb nesse solo, após incubação por seis meses com diferentes doses de carbonato, gesso, vermicomposto, serragem e Solomax. Após a incubação, retiraram-se amostras de cada tratamento para análises químicas de fracionamento de metais e extrações simples com DTPA e com Mehlich-1 e repicaram-se plântulas de Mimosa caesalpiniaefolia Benth. (sabiá) para o solo onde cresceram por 90 dias. Os tratamentos causaram alterações nas principais formas dos elementos no solo. Para o Zn, que apresenta os maiores teores nesse solo, houve efeito da aplicação de carbonato, que reduziu a fração trocável de 842 mg kg-1, no controle, para 32 mg kg-1. Houve também uma redução do Zn-trocável com a aplicação de Solomax. Os teores de Zn na parte aérea das plantas reduziram-se de 544,85 mg kg-1, no controle, para 32,20 mg kg-1 com a aplicação de carbonato. O Solomax reduziu em 87% o teor deste elemento nas plantas. Os demais materiais não exerceram efeitos consistentes sobre os teores dos metais na planta. A adição de materiais orgânicos aumentou o teor de Cu e de Pb na fração orgânica e residual, sem efeito na biodisponibilidade. O gesso aumentou a biodisponibilidade dos metais estudados, com exceção do Pb. Ao contrário do que foi verificado para os outros elementos, os teores de Cd na planta correlacionaram-se com as quantidades deste extraídas por DTPA (0,82**) e por Mehlich-1 (0,60**), e os de Zn com MgCl2 (0,49*) e DTPA (0,49*). As extrações seqüencial e simples, com DTPA e Mehlich-1, evidenciaram efeitos diferenciados dos materiais sobre os metais no solo. O Cd foi o elemento com melhor previsão de biodisponibilidade pelos extratores utilizados. O emprego de carbonato foi o tratamento mais eficaz em reduzir a disponibilidade dos metais para M. caesalpiniaefolia.

Lixiviação de cátions favorecida pela presença de ânions inorgânicos e ácidos orgânicos de baixa massa molecular em solos adubados com camas de aviário

Com o incremento exponencial da avicultura no Brasil, a disponibilidade de dejetos de aves e de cama de aviário tem aumentado de maneira semelhante. A proibição de uso desses produtos na ração animal tem feito com que eles sejam direcionados para a produção agrícola como fertilizantes. Ainda há na literatura carência de informação sobre lixiviação de bases no perfil do solo em conseqüência do efeito de ânions inorgânicos acompanhantes, como cloreto, nitrato e sulfato, e do efeito complexante de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da aplicação de cama de aviário na lixiviação de Ca, Mg, K e Na em solos e sua associação com ânions inorgânicos e ácidos orgânicos de baixa molecular. Amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, um de textura média e outro de textura argilosa, foram colocadas em colunas de PVC constituídas de cinco anéis, cada um com 10 cm de altura e 5 cm de diâmetro, ligados entre si com fita adesiva. O solo colocado no anel superior recebeu, homogeneamente, cinco tipos de camas de aviário: casca de café, casca de arroz, sabugo de milho, capim-napier e maravalha, totalizando 160 t ha-1 de material seco, comparado à testemunha (sem a cama de aviário). O experimento constituiu um fatorial 5 x 2, com cinco camas e dois solos, dispostos em blocos casualizados com três repetições. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, duas vezes por semana, até atingirem o volume de 1.200 mm de chuvas. Nos 10 percolados, foram analisadas as concentrações de Ca, Mg, K e Na, dos ânions Cl-, NO3-e SO4(2-) e de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. Houve grande lixiviação de bases nas colunas, principalmente até a terceira percolação. Esse fato foi causado pela adição dessas bases, em doses elevadas, pelas camas de aviário e, aparentemente, também pelo efeito dos ânions acompanhantes Cl-, NO3-e SO4(2-)no solo de textura média, Cl-e NO3-no solo de textura argilosa e, de maneira menos expressiva, pelo efeito acompanhante/complexante dos ácidos orgânicos de baixa massa molecular. No solo argiloso, a percolação de Ca esteve positivamente correlacionada com a concentração dos ácidos málico e oxálico. A concomitante elevada concentração de ácido acético nos percolados de solos tratados com todas as camas sugere que este pode estar favorecendo a lixiviação de bases no solo, provavelmente como ânion acompanhante.

Contribuição de solutos orgânicos e inorgânicos no ajustamento osmótico de pinhão-manso submetido à salinidade

O objetivo deste trabalho foi avaliar a acumulação de solutos orgânicos e inorgânicos e suas contribuições para o ajustamento osmótico de folhas de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) submetido à salinidade. O experimento foi conduzido em delineamento experimental inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (0, 25, 50, 75 e 100 mmol L-1 de NaCl) e quatro repetições. As plantas foram cultivadas hidroponicamente em casa de vegetação, em condições controladas de fotoperíodo (12 horas), temperatura (média de 28ºC) e umidade relativa do ar (média de 65%), com radiação fotossinteticamente ativa máxima média de 700 µmol m-1 s-1. O potencial osmótico das folhas decresceu progressivamente e variou de -0,84 a -2,05 MPa, enquanto o conteúdo relativo de água aumentou nos tratamentos com 75 e 100 mmol L-1. Os íons Na+ e Cl- foram os mais importantes, em termos quantitativos, e contribuíram com cerca de 52 e 20%, respectivamente, para o ajustamento osmótico das folhas de plantas tratadas com NaCl. A contribuição do K+ decresceu de modo acentuado e foi de 17 e 5% nos tratamentos com 25 e 100 mmol L-1 de NaCl. A contribuição média dos solutos orgânicos, açúcares, aminoácidos, glicina betaína e prolina, foi de 5,5, 6, 4 e 0,03%, respectivamente. As folhas de pinhão-manso ajustam-se osmoticamente em presença de salinidade, e mantêm bom nível de hidratação, principalmente por meio da acumulação de Na+ e Cl-. A glicina betaína tem papel quantitativo mais importante do que a prolina no ajustamento osmótico, tanto em presença quanto em ausência de salinidade.

Avaliação de contaminantes inorgânicos e orgânicos em álcool combustível utilizando eletroforese capilar

This work reports the analysis of inorganic and organic contaminants in alcohol fuel samples using capillary electrophoresis. Chloride and sulfate were analyzed in nitrate/ monochloroacetic acid at 10 mmol L-1 concentration each under indirect UV detection (210 nm). The analysis of aldehydes is based on the 216 nm detection of 3-methyl-2-benzothiazoline hydrazone adducts. The running buffer consisted of 20 mmol L-1 tetraborate , 40 mmol L-1 sodium dodecyl sufate and 12 mmol L-1 beta-ciclodextrin. Both methodologies were applied to real samples indicating inorganic ion concentrations from 0.15 to 6.64 mg kg-1 and aldehydes from 32.0 to 91.3 mg L-1.

Utilização da múltipla voltametria de onda quadrada na determinação eletroanalítica de compostos orgânicos e inorgânicos

This paper reports the development of multiple square wave voltammetry and the possibilities of its use for electroanalytical determinations of organic and inorganic compounds with the improvement of the signal-to-noise ratios and detection limits 2-3 orders of magnitude lower than those obtained with conventional square wave voltammetry. The theoretical aspects and analytical applications were demonstrated as an increased analytical response (current) and application of different pulse modes for different redox processes. Preliminary results obtained for several redox systems using different electrode surfaces are shown, demonstrating also that MSWV represents an excellent alternative for the determination of ultra-traces of organic and inorganic compounds.

Utilização de eletrodos sólidos de amálgama para a determinação analítica de compostos orgânicos e inorgânicos

This review reports the use of solid amalgam electrodes in the electroanalytical determination of organic and inorganic compounds. The different types of amalgam electrodes are presented, and attention is paid to solid amalgam electrode, and here is presented details about the pre-treatment for activation and renovation and also possible modifications in its surface. The wide potential range, higher signal-to-noise ratio, mechanical stability enabling their application in flowing systems, and principally their resistance toward passivation, indicate that the solid amalgam electrodes are environmentally friendly alternatives to mercury electrodes, without loss in the sensitivity and reproducibility in voltammetric responses.

Crescimento e níveis de solutos orgânicos e inorgânicos em cultivares de Vigna unguiculata submetidos à salinidade

Os efeitos da salinidade no crescimento e nos teores de solutos orgânicos e inorgânicos foram analisados em sete cultivares de Vigna unguiculata. As plantas foram cultivadas em solução nutritiva sem NaCl (controle) e com NaCl a 75 mM (estresse salino), em casa de vegetação. Após 14 dias da semeadura, adicionou-se 25 mM de sal diariamente, durante três dias, perfazendo o total de 75 mM. A coleta foi realizada no 33º dia. A salinidade reduziu a matéria seca de todos os cultivares, sendo Pitiúba e Vita 5 os menos afetados e TVU o que sofreu maior redução. A suculência foliar e o índice de esclerofilia foram concordantes com o grau de tolerância, aumentando significativamente, em função da salinidade, apenas nos cultivares com menores reduções nas matérias secas. Contrariamente, a relação raiz/parte aérea teve maior aumento nos cultivares mais afetados. Os teores de Na+ e Cl- foliares aumentaram em resposta ao estresse salino, sendo o Na+ acumulado em níveis maiores nos cultivares mais afetados, especialmente no TVU. Os níveis de K+ foliar, que se mostraram mais elevados que os de Na+ e Cl-, foram poucos afetados pela salinidade, de modo que a relação Na+/K+ aumentou mais nos cultivares mais afetados e, possivelmente, se constituiu num fator importante para a maior redução em seus crescimentos. As variações nos teores de prolina, carboidratos solúveis e N-aminossolúveis em resposta à salinidade indicam uma falta de proporcionalidade entre seus níveis e o grau de tolerância à salinidade nos cultivares de feijão-de-corda estudados.

Fontes de minerais orgânicos e inorgânicos para leitões desmamados

A presente pesquisa foi realizada com o objetivo de comparar os efeitos de fontes orgânicas e inorgânicas de microminerais sobre o desempenho, os parâmetros sanguíneos e a deposição de minerais em tecidos e órgãos de leitões desmamados. Foram utilizados 54 leitões de genética comercial, desmamados com idade média de 24 dias e peso médio de 7,35±0,88kg, num delineamento experimental de blocos ao acaso, com dois tratamentos, nove repetições e três animais por parcela. Os tratamentos foram representados pelo uso de rações suplementadas com minerais de fontes orgânicas ou inorgânicas (Cu, Zn, Fe, Mn e Se) no período dos 24 aos 57 dias de idade. Foram avaliados o consumo diário de ração, o ganho diário de peso, a conversão alimentar, os parâmetros hematológicos e a deposição de minerais em tecidos e órgãos. As fontes orgânicas de minerais nas rações fornecidas dos 24 aos 57 dias de idade melhoraram o ganho diário de peso (P=0,06) e a conversão alimentar (P=0,05) e aumentaram o número de hemáceas (P=0,10), contudo não influenciaram a deposição de minerais no músculo masseter, fígado, coração, baço e rim. Portanto, o suplemento de minerais de fontes orgânicas foi mais eficiente para o desempenho dos leitões na fase de creche.