Desenvolvimento de materiais auxéticos para aplicações estruturais

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Efeito do carregamento cíclico e da pré-fendilhação do betão no comportamento de lajes de betão armado reforçadas à flexão com laminados de CFRP inseridos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Reforço à flexão de lajes de betão armado com laminados de CFRP pré-esforçados

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Estruturas e Geotecnia)

Development of composite auxetic structures for civil engineering applications

Tese de Doutoramento em Engenharia Têxtil

In-line rheo-optical microstructural characterization of complex polymer systems

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos.

Diseño y caracterización de plataformas de biorreconocimiento basadas en el uso de nanoestructuras, biomoléculas y polímeros. Aplicaciones para el desarrollo de (bio)sensores electroquímicos. Design and characterization of biorecognition platforms based on the use of nanostructures, biomolecules and polymers. Applications for the development of electrochemical (bio)sensors.

Los requerimientos de métodos analíticos que permitan realizar determinaciones más eficientes en diversas ramas de la Química, así como el gran desarrollo logrado por la Nanobiotecnología, impulsaron la investigación de nuevas alternativas de análisis. Hoy, el campo de los Biosensores concita gran atención en el primer mundo, sin embargo, en nuestro país es todavía un área de vacancia, como lo es también la de la Nanotecnología. El objetivo de este proyecto es diseñar y caracterizar nuevos electrodos especialmente basados en el uso de nanoestructuras y estudiar aspectos básicos de la inmovilización de enzimas, ADN, aptámeros, polisacáridos y otros polímeros sobre dichos electrodos a fin de crear nuevas plataformas de biorreconocimiento para la construcción de (bio)sensores electroquímicos dirigidos a la cuantificación de analitos de interés clínico, farmaco-toxicológico y ambiental.Se estudiarán las propiedades de electrodos de C vítreo, Au, "screen printed" y compósitos de C modificados con nanotubos de C (CNT) y/o nanopartículas (NP) de oro y/o nanoalambres empleando diversas estrategias. Se investigarán nuevas alternativas de inmovilización de las biomoléculas antes mencionadas sobre dichos electrodos, se caracterizarán las plataformas resultantes y se evaluarán sus posibles aplicaciones analíticas al desarrollo de biosensores con enzimas y ADNs como elementos de biorreconocimiento. Se funcionalizarán CNT con polímeros comerciales y sintetizados en nuestro laboratorio modificados con moléculas bioactivas. Se diseñarán y caracterizarán nuevas arquitecturas supramoleculares basadas en el autoensamblado de policationes, enzimas y ADNs sobre Au. Se evaluarán las propiedades catalíticas de NP de magnetita y de perovskitas de Mn y su aplicación al desarrollo de biosensores enzimáticos. Se diseñarán biosensores que permitan la detección altamente sensible y selectiva de secuencias específicas de ADNs de interés clínico. Se estudiará la interacción de genotóxicos con ADN (en solución e inmovilizado) y se desarrollarán biosensores que permitan su cuantificación. Se construirán biosensores enzimáticos para la cuantificación de bioanalitos, especialmente glucosa, fenoles y catecoles, y sensores electroquímicos para la determinación de neurotransmisores, ácido úrico y ácido ascórbico. Se diseñarán nuevos aptasensores electroquímicos para la cuantificación de biomarcadores, comenzando por lisozima y trombina y continuando con otros de interés regional/nacional.Se emplearán las siguientes técnicas: voltamperometrías cíclica (CV), de pulso diferencial (DPV) y de onda cuadrada (SWV); "stripping" potenciométrico a corriente constante (PSA); elipsometría; microbalanza de cristal de cuarzo con cálculo de pérdida de energía por disipación (QCM-D); resonancia de plasmón superficial con detección dual (E-SPR); espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE); microscopías de barrido electroquímico (SECM), de barrido electrónico (SEM), de transmisión (TEM) y de fuerzas atómicas (AFM); espectrofotometría UV-visible; espectroscopías IR, Raman, de masas, RMN.Se espera que la inclusión de los CNT y/o de las NP metálicas y/o de los nanoalambres en los diferentes electrodos permita una mejor transferencia de carga de diversos analitos y por ende una detección más sensible y selectiva de bioanalitos empleando enzimas, ADN y aptámeros como elementos de biorreconocimiento. Se espera una mayor eficiencia en los aptasensores respecto de los inmunosensores, lo que permitirá la determinacion selectiva de diversos biomarcadores. La modificación de electrodos con nanoestructuras posibilitará la detección altamente sensible y selectiva del evento de hibridación. La respuesta obtenida luego de la interacción de genotóxicos con ADN permitirá un mejor conocimiento de la asociación establecida, de la cinética y de las constantes termodinámicas. Los neurotransmisores podrán ser determinados a niveles nanomolares aún en muestras complejas.

Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas

Actualmente, o transplante hepático é o único tratamente definitivo para a insuficiência hepática em doenças terminais do fígado. As limitações no campo do transplante hepático são ainda várias e por isso terapias alternativas e inovadoras como a engenharia do tecido hepático têm vindo a ser investigadas. A combinação de polímeros biodegradáveis e células com o objectivo de reparar ou regenerar tecidos está a ser continuamente investigada e várias estratégias têm sido desenvolvidas nesta aboradagem. O recurso a células estaminais pode ser uma grande ajuda para ultrapassar o problema de escassez de órgãos. Mais investigações serão necessárias para estabelecer as melhores condições e sistemas de transplante para o desenvolvimento de tecido hepático artificial e funcional para uma potencial aplicação clínica.

Influência da espessura de biofilmes feitos à base de proteínas miofibrilares sobre suas propriedades funcionais

O emprego potencial de filmes comestíveis e biodegradáveis em embalagens é condicionado pelas suas propriedades funcionais, que são influenciadas por muitos fatores, inclusive pela espessura. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da espessura dos biofilmes feitos à base de proteínas miofibrilares (de carne bovina e de tilápia-do-nilo) sobre suas propriedades funcionais. Os biofilmes foram preparados a partir de uma solução filmogênica com 1 g de proteínas/100 g de solução. A concentração de plastificante foi de 45 g de glicerina/100 g de proteínas, e o pH foi mantido em 2,7. Após secagem, os filmes foram acondicionados em dessecadores a 58% de umidade relativa e 22°C, por quatro dias. As propriedades mecânicas foram determinadas por teste de perfuração; a permeabilidade ao vapor de água, por um método gravimétrico, e a cor e a opacidade, com colorímetro HunterLab, a 22°C. A força na perfuração, a permeabilidade ao vapor de água, a diferença de cor e a opacidade dos dois biofilmes aumentaram linearmente com a espessura dos corpos-de-prova. A deformação na perfuração foi pouco dependente da espessura e apresentou grande dispersão, em ambos os filmes. A taxa de permeabilidade ao vapor de água diminuiu linearmente com a espessura.

Espalhamento e secagem de filme de amido-glicerol-fibra preparado por "tape-casting"

O objetivo deste trabalho foi avaliar processos de espalhamento e secagem de filme de amido-glicerol-fibras de celulose, preparado por "tape-casting". O espalhamento da suspensão foi avaliado a 50, 150 e 250 cm min-1, seguido de secagem em estufa com circulação forçada de ar, a 40 ou 70ºC; avaliou-se também o espalhamento da suspensão a 150 cm min-1, seguido da secagem do filme sobre suporte de "tape-casting" a 22ºC e 60% de umidade relativa, com velocidades do ar de 4, 6 e 8 m s-1 no túnel de secagem. Ensaios reológicos mostraram que o espalhamento das suspensões a temperaturas inferiores a 50ºC apresentou módulo de elasticidade superior ao módulo viscoso, em todo o espectro de frequências de oscilação. As microscopias mostraram filmes secos a 40 e 70ºC sem defeitos de formação, e cujas propriedades mecânicas não diferiam. A velocidade de espalhamento e a do ar não modificam o tempo de secagem nem as propriedades dos filmes. O tempo de secagem pode ser reduzido para aproximadamente duas horas, o que é importante para a produção dos filmes em larga escala.

Produção e certificação de mudas de videira na França 1: situação Atual da Produção

A França é o principal país produtor de mudas de videira, enxertando anualmente 270 milhões de mudas. Neste país, o programa de certificação de mudas alcança mais de 90% do material produzido, e, para tanto, a área utilizada de matrizes de porta-enxertos e produtoras atinge 3.454 ha. As principais cultivares multiplicadas, em ordem decrescente, são Merlot Noir, Cabernet Sauvignon, Syrah, Chardonnay, e os principais porta-enxertos o SO4, 110 Richter, 3309 Couderc, 41 B e 140 Ruggieri. Os percentuais atuais de pegamento da enxertia situam-se em torno de 58% (ano de 1999), oscilando de 45,2% para a variedade Pinot Noir até 58% para o Cabernet Sauvignon. Do total das mudas enxertadas, 90% são produzidas diretamente em canteiros para comercialização sob a forma de raiz nua, e os 10% restantes em vasos biodegradáveis. A quantidade de mudas enxertadas atingiu 270,4 milhões no ano de 2000, ultrapassando todos os valores produzidos na década de 90, e é considerada como limite para absorção do mercado. As exportações de mudas pela França atingiram o montante de 19,2 milhões de mudas, sendo Itália, Espanha, Portugal, Alemanha e Argentina os principais importadores.

Comportamento térmico e caracterização morfológica das fibras de mesocarpo e caroço do açaí (Euterpe oleracea Mart.)

A agroindústria do açaí gera uma grande quantidade de resíduos, constituída de caroços e fibras, o que é um grave problema ambiental e de saúde pública. O objetivo deste estudo foi estudar as fibras do mesocarpo e o caroço do fruto do açaí para sua utilização em materiais compósitos. As amostras foram caracterizadas usando análise por termogravimetria (TG/DTG) em atmosferas inerte e oxidativa, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. As fibras apresentaram boa estabilidade térmica até 230 ºC e um processo de degradação em atmosfera inerte em três etapas. Em atmosfera oxidativa, as fibras apresentaram menor estabilidade térmica e uma mudança no processo de degradação de três para quatro etapas. os resultados da análise térmica do caroço mostraram um comportamento térmico similar ao da fibra. A microscopia mostrou que as fibras presentes no fruto do açaí recobrem o caroço e possuem morfologia irregular com a presença de células do parênquima na sua superfície. O comportamento térmico das fibras do açaí é semelhante ao de outras fibras vegetais já utilizadas industrialmente na área de compósitos poliméricos, o que abre novas e promissoras áreas para sua utilização.

Potencial inseticida de plantas da família Annonaceae

A utilização de plantas para o controle de insetos tem aumentado em todo o mundo. Isto ocorre porque os inseticidas vegetais apresentam moléculas biodegradáveis, são menos tóxicos a mamíferos e potencialmente adequados para utilização no controle de pragas. As plantas da família Annonaceae estão ganhando destaque como biopesticidas por serem naturalmente bioativas, apresentando atividade citotóxica, antitumoral, vermicida, antimicrobiana, imunossupressora, antiemética, inibidora do apetite e crescimento, antimalárica e também inseticida. A atividade inseticida das anonáceas deve-se à presença de acetogeninas, substâncias que atuam nas mitocôndrias, inibindo a NADH - ubiquinona oxidorredutase, causando a morte dos insetos. Nesta revisão, relatamos a utilização de anonáceas no controle de insetos, mostrando que até o momento, apenas 42 espécies de anonáceas possuem informações de atividade inseticida contra pouco mais de 60 espécies de insetos-praga. Estas informações mostram que muita pesquisa ainda é necessária, principalmente para conhecer a atividade inseticida de outras espécies de anonáceas, além de seus efeitos sobre insetos-praga ainda não estudados. Assim, teremos como alternativa para o desenvolvimento sustentável, a utilização de novos inseticidas vegetais, como os obtidos das diferentes espécies de anonáceas, os quais podem atuar como mais uma ferramenta para equilibrar os exageros da agricultura química ou convencional.

Biossíntese e recentes avanços na produção de celulose bacteriana

O presente trabalho discute os recentes avanços na biossíntese e na produção de celulose bacteriana (CB) pela gram-negativa, aeróbia e aceto-ácida Gluconacetobacter. xylinus. A CB se difere de seu par vegetal, principalmente devido ao seu caráter de fibras nanométricas, contra o caráter micrométrico da vegetal, são extruídas através da parede celular de G. xylinus, com isso sua estrutura macroscópica é mecanicamente e fisicamente mais resistente, abrindo grandes oportunidades de aplicações tecnológicas e biológicas, muito além das obtidas pela celulose vegetal. O desafio atual está no aumento da produção de CB, que se debruça num maior entendimento de sua biossíntese para que seja possível uma posterior manipulação genético-bioquímica oriundas do recente avanço na biologia molecular e nos bioprocessos. São relacionados trabalhos utilizando a CB como base para produção de compósitos como também o que a está sendo feito de mais atual com este material biológico.

Avaliação dos efeitos de pré-tratamentos da madeira de Eucalyptus benthamii Maiden & Cambage no grau de compatibilidade com cimento Portland

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de cinco diferentes tipos de pré-tratamento na compatibilidade entre a madeira do Eucalyptus benthamii e o cimento Portland. A madeira foi pré-tratada com água fria, água quente, hidróxido de sódio, cloreto de cálcio ou hidróxido de cálcio. O grau de compatibilidade foi determinado através do estudo do calor de hidratação nas primeiras 24 h e pela resistência à compressão axial após 28 dias dos compósitos formados por cimento e pó de madeira na relação de peso de 13,3:1. A resistência à compressão axial após 28 dias também foi avaliada em compósitos formados com cimento e partículas de madeira na relação 2,75:1. Os resultados dos testes feitos com a madeira em pó indicaram que a adição de 3% de cloreto de cálcio é o tratamento mais eficiente para reduzir a capacidade de inibição da espécie, enquanto o tratamento do pó da madeira com hidróxido de cálcio afetou negativamente a compatibilidade. Entretanto, a combinação do aditivo cloreto de cálcio com partículas carbonatadas, pelo tratamento com hidróxido de cálcio, foi o que apresentou a maior resistência à compressão axial nos compósitos feitos na relação cimento:madeira de 2,75:1. A madeira de Eucalyptus benthamii apresentou potencial para a fabricação de painéis madeira-cimento. O uso da metodologia de carbonatação das partículas em solução de hidróxido de cálcio também é viável como pré-tratamento, independentemente dos resultados apontados pelos métodos tradicionais de medição do grau de compatibilidade.

Estimativas das propriedades de compostos LVL produzidos com paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) por meio de stress wave

Foram avaliadas as propriedades físicas e mecânicas de compósitos LVL produzidos com a madeira de paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex. Ducke), por meio de Stress Wave Timer. Os compósitos foram confeccionados em laboratório, dos quais foram retiradas amostras, que foram inicialmente destinadas à realização dos ensaios não destrutivos. Todas as amostras, com dimensões de 2,2 × 2,2 × 40 cm, foram ensaiadas, não destrutivamente, com a propagação de ondas nos sentidos flatwise e edgewise. Em sequência, as mesmas amostras foram destinadas à confecção de subamostras, para realização dos ensaios destrutivos, físicos (absorção de água, inchamento em espessura e inchamento residual) e mecânicos (resistência e rigidez à flexão estática flatwise; resistência e rigidez à flexão estática edgewise; resistência à compressão paralela e resistência ao cisalhamento paralelo e perpendicular). A velocidade de propagação das ondas (V0) e o módulo de elasticidade dinâmico (Emd), obtidos com o auxílio do Stress Wave, foram utilizados para elaboração de modelos de predição das propriedades avaliadas. Os resultados indicaram que o Stress Wave Timer apresenta resultados satisfatórios para predição das propriedades mecânicas de compósitos LVL. Com relação às propriedades físicas, embora tenham sido verificados modelos com ajustes significativos, constatou-se limitação dessa ferramenta para predição desses parâmetros. Contudo, considerando ambas as propriedades, físicas e mecânicas, os melhores ajustes foram observados em amostras ensaiadas com a propagação de ondas no sentido edgewise e com o uso da variável independente Emd.