Enhanced photocatalytic activity of TiO2 films by modification with polyethylene glycol

Titanium dioxide porous thin films on the Anatase phase were deposited onto glass slides by the sol-gel method assisted with polyethylene glycol (PEG). The dip-coated films were characterized using scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA and DTG), UV-visible spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of the films was determined by means of methyl-orange oxidation tests. The resultant PEG-modified films were crack-free and developed a porous structure after calcination at 500 °C. Photo-oxidation tests showed the dependency of catalytic activity of the films on the number of layers (thickness) and porosity, i.e. of the interfacial area.

Hidrogeles microestructurados de acrilamida y determinación de su capacidad de absorber agua y etanol

This paper reports the synthesis of nanostructured hydrogels of acrylamide by a two-step polymerisation process. The first step is performed by inverse microemulsion polymerization (water-in-oil) of N-isopropylacrylamide (NIPA), with these particles then added to aqueous solutions of acrylamide (AM), adding a crosslinking agent. The polymerization reaction is then initiated, thereby producing nanostructured hydrogels. We determined the capacity to absorb water, water and / or ethanol when nanostructured hydrogels were immersed in aqueous solutions with different concentrations of ethanol. It was found that the hydrogels were selective in absorbing water in all cases increasing with the ethanol concentration of the solutions.

Ultrafiltration membranes from waste polyethylene terephthalate and additives: synthesis and characterization

The synthesis and characterization of asymmetric ultrafiltration membranes from recycled polyethylene terephthalate (PET) and polyvinylpyrrolidone (PVP) is reported. PET is currently used in many applications, including the manufacture of bottles and tableware. Monomer extraction from waste PET is expensive, and this process has not yet been successfully demonstrated on a viable scale. Hence, any method to recycle or regenerate PET once it has been used is of significant importance from scientific and environmental research viewpoints. Such a process would be a green alternative due to reduced raw monomer consumption and the additional benefit of reduced manufacturing costs. The membranes described here were prepared by a phase-inversion process, which involved casting a solution containing PET, m-cresol as solvent, and polyethylene glycol (PEG) of different molecular weights as additives. The membranes were characterized in terms of pure water permeability (PWP), molecular weight cut-off (MWCO), and flux and membrane morphology. The results show that the addition of PEG with high molecular weights leads to membranes with higher PWP. The presence of additives affects surface roughness and membrane morphology.

Epoxidação do β-cariofileno com lipases imobilizadas em gel de ágar

The immobilization of enzymes and microorganisms on solid supports has been developed in recent years. These biocatalysts may be used in organic media allowing their storage and reuse, thus reducing costs of the process. Herein, lipases from various sources were immobilized in agar gel and used as catalysts in the chemo-enzymatic epoxidation of β-caryophyllene. Several experimental parameters, such as the use of different organic solvents including ionic liquids, time, temperature, and agitation rate were evaluated. The mono-epoxide was obtained as a single product. The best result was achieved using immobilized F-AP15 lipase, forming the corresponding β-caryophyllene epoxide at a conversion of 96% in an 8h reaction at 35 ºC.

A INFLUÊNCIA DA LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO EM REAÇÕES QUÍMICAS: REAÇÃO DE PRILESCHAJEW

Theoretical analysis at the BHandHLYP/6-311++G(d,p) level of theory with the support of QTAIM calculations was used to reinvestigate the structure of an intermolecular system formed between ethylene oxide (C2H4O) and formic acid (HCO2H) after the epoxidation known as the Prileschajew reaction. Geometric and infrared vibration results revealed that HO2CH forms a strong hydrogen bond with C2H4O followed by a larger red-shift of the H−O bond. NBO analysis was applied to justify this frequency shift. Finally, QTAIM calculations identified the formation of two hydrogen bonds, namely O···H−O and H···O=C.

ESTUDO DA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE EM SÍLICA OBTIDA PELA TÉCNICA SOL-GEL

The objective of this work was the immobilization of the enzyme Candida antarctica lipase B (CAL B) using the sol-gel method of immobilization and three different initiators of the polymerization reaction: one acid (HCl), one basic (NH4OH) and the other nucleophilic (HBr). Tetraethylorthosilicate was used as the silica precursor. The influence of the additive PEG 1500 on immobilization was assessed. The efficiency of the process was evaluated considering the esterification activity of the xerogels. The immobilization process provided enhanced thermal stability, storage and operational aspects relative to the free enzyme. Storage temperature proved one of the main variables to be considered in the process, with the xerogels stored under refrigeration showing better results in terms of residual activity (nearly 200 days with ≥ 90% residual activity of basic and nucleophilic xerogels) when compared with storage at ambient temperature (nearly 40 days). The results demonstrated the possibility of reuse of derivatives and a greater number of cycles (nine), considering a residual activity of 50%.

SÍNTESE E DETERMINAÇÃO DA ESTEREOQUÍMICA RELATIVA DE UM NOVO EPÓXIDO ALDEÍDO CICLOPENTANO MONOTERPENÓIDE

In this study, we report the preparation of a new tetra-substituted epoxide aldehyde cyclopentane, which acts as a starting material for the synthesis of plinol, from (R)-(+)-epoxy-limonene. The synthesis was performed in three steps and resulted in a good yield. The structural determination was performed by 1H and 13C NMR, and the relative stereochemistry was defined by nuclear Overhauser effect (NOE) experiments with computer calculations of molecular modeling, particularly with respect to indirect coupling constant calculations.

Design and implementation of a multipurpose reactor for scale-up studies

In the theoretical part, the different polymerisation catalysts are introduced and the phenomena related to mixing in the stirred tank reactor are presented. Also the advantages and challenges related to scale-up are discussed. The aim of the applied part was to design and implement an intermediate-sized reactor useful for scale-up studies. The reactor setting was tested making one batch of Ziegler–Natta polypropylene catalyst. The catalyst preparation with a designed equipment setting succeeded and the catalyst was analysed. The analyses of the catalyst were done, because the properties of the catalyst were compared to the normal properties of Ziegler–Natta polypropylene catalyst. The total titanium content of the catalyst was slightly higher than in normal Ziegler–Natta polypropylene catalyst, but the magnesium and aluminium content of the catalyst were in the normal level. By adjusting the siphonation tube and adding one washing step the titanium content of the catalyst could be decreased. The particle size of the catalyst was small, but the activity was in a normal range. The size of the catalyst particles could be increased by decreasing the stirring speed. During the test run, it was noticed that some improvements for the designed equipment setting could be done. For example more valves for the chemical feed line need to be added to ensure inert conditions during the catalyst preparation. Also nitrogen for the reactor needs to separate from other nitrogen line. With this change the pressure in the reactor can be kept as desired during the catalyst preparation. The proposals for improvements are presented in the applied part. After these improvements are done, the equipment setting is ready for start-up. The computational fluid dynamics model for the designed reactor was provided by cooperation with Lappeenranta University of Technology. The experiments showed that for adequate mixing with one impeller, stirring speed of 600 rpm is needed. The computational fluid dynamics model with two impellers showed that there was no difference in the mixing efficiency if the upper impeller were pumping downwards or upwards.

Crotalaria paulinea, novo hospedeiro natural do vírus do mosaico severo do caupi

Amostras foliares de Crotalaria paulinea apresentando mosaico foram coletadas em São Luiz, MA, e enviadas ao Laboratório de Virologia Vegetal da UFC. As amostras foram testadas por Elisa indireto, contra anti-soros para Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) e Cucumber mosaic virus (CMV) e por dupla difusão em àgar contra anti-soro para Cowpea severe mosaic virus (CPSMV). As amostras reagiram somente com o anti-soro para CPSMV, indicando ser C. paulinea mais um hospedeiro natural do vírus. Extratos das folhas de C. paulinea foram inoculados em plantas de caupi (Vigna unguiculata subsp. unguiculata) mantidas em casa de vegetação. Dez dias após a inoculação, as plantas passaram a exibir sintomas de mosaico e a presença do CPSMV foi confirmada por sorologia. Nos estudos de gama de hospedeiros, envolvendo oito espécies botânicas, o isolado de CPSMV obtido de C. paulinea (CPSMV-Cp) infetou sistemicamente somente cultivares de caupi. Estudos de reações de RT-PCR revelaram a presença de uma banda no gel de agarose de 594 pb para o CPSNV-Cp semelhante às de outros isolados de CPSMV. O CPSMV-Cp foi multiplicado em caupi cv. Pitiúba e purificado por clarificação com n-butanol, precipitação viral com PEG e ultracentrifugação. A preparação purificada apresentou um espectro de absorção ultravioleta típico de núcleoproteína com uma razão A260/A280 de 1,7. Coelho da raça Nova Zelândia Branca imunizado com a preparação viral purificada, produziu anti-soro policlonal reativo com CPSMV em dupla difusão em àgar. Este é o primeiro relato sobre a infecção natural de CPSMV em C. paulinea.

Qualidade sanitária e fisiológica de sementes de milho submetidas a termoterapia e condicionamento fisiológico

A termoterapia é uma medida de controle tradicionalmente utilizada com sucesso para eliminação de patógenos em sementes de espécies hospedeiras. Trata-se, no entanto, de uma medida que provoca alterações fisiológicas e bioquímicas nas sementes em diferentes intensidades, podendo comprometer o desempenho das mesmas nas condições de cultivo. Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficácia da termoterapia no controle de alguns fungos associados a sementes de milho e do condicionamento osmótico, após o tratamento térmico, no sentido de reparar danos nas sementes provocados nestas circunstâncias. Os fungos associados às sementes foram avaliados por meio do método de incubação em substrato de papel com congelamento, e a qualidade fisiológica das sementes pelos testes de germinação, primeira contagem, condutividade elétrica, e padrões eletroforéticos das enzimas esterase (EST), malato desidrogenase (MDH) e álcool desidrogenase (ADH). O tratamento térmico utilizado foi por imersão em água aquecida a 60°C por 5, 10 e 20 minutos. Após o tratamento, uma fração das sementes foi submetida ao condicionamento fisiológico em rolo de papel embebido em solução de PEG 6000 a -1,2 MPa. Todos os tratamentos térmicos reduziram ou eliminaram Acremonium strictum das sementes. A incidência de Fusarium verticillioides foi reduzida significativamente pelo tratamento térmico nos períodos de 10 e 20 minutos. À medida que se aumentou o tempo de exposição ao tratamento térmico, houve aumento dos valores de condutividade elétrica e redução significativa da primeira contagem e germinação das sementes. O tratamento térmico durante 20 minutos alterou os padrões eletroforéticos das enzimas esterase e malato desidrogenase. O condicionamento fisiológico das sementes não foi capaz de reverter os danos causados pela termoterapia.

Comportamento fisiológico de sementes osmocondicionadas de Platymiscium pubescens Micheli (tamboril-da-mata)

O objetivo deste trabalho foi investigar alterações fisiológicas e bioquímicas em sementes osmocondicionadas de tamboril-da-mata (Platymiscium pubescens Micheli). Foram analisados o crescimento do eixo embrionário, a germinação, as alterações na parede celular, a mobilização de carboidratos e proteínas e a atividade de a-galactosidase. Observou-se que o teor de umidade das sementes da testemunha aumentou continuamente até 96 horas de embebição, enquanto as mantidas nas soluções de PEG estabilizaram-se a partir de 48 horas. A germinação ocorreu somente nas sementes mantidas em água, alcançando 30% em 120 horas. As sementes mantidas em solução-0,4 MPa de PEG por 120 horas tiveram 66% de germinação quando transferidas para água, sendo a maior em relação aos demais potenciais. A massa fresca e o comprimento do embrião aumentaram significativamente durante o período de 120 horas em solução de PEG (-0,4 MPa/120 horas), porém a massa seca teve incremento não-significativo. Os teores de arabinose e xilose em membranas lavadas com água decresceram significativamente durante o osmocondicionamento. A galactose não foi detectada na membrana em 120 horas. A arabinose mostrou ser a principal constituinte da membrana. A atividade de a-galactosidase mostrou diferença significativa durante o período de 120 horas. Os teores de ramnose, arabinose e xilose alteraram-se significativamente na fração péctica, enquanto a ramnose foi a única na fração hemicelulósica. A glicose foi detectada somente nessa última fração. Os teores de glicose no embrião e cotilédones alteraram-se significativamente durante o osmocondicionamento. Os teores de estaquiose e de rafinose não tiveram alterações significativas nos cotilédones, enquanto o de sacarose reduziu-se significativamente, mantendo-se mais alto do que os dos outros dois oligossacarídeos. O teor de proteína decresceu significativamente nas 120 horas de osmocondicionamento. Concluiu-se que o osmocondicionamento potencializou a germinação das sementes durante o processo de embebição, resultando em modificações da parede celular pela deposição de açúcares redutores.

Estresses hídrico e salino no processo germinativo das sementes de Plantago ovata Forsk. (Plantaginaceae)

Plantago ovata é espécie medicinal de grande importância cultivada na Índia, no Irã e no Paquistão. As sementes possuem de 20 a 30% de mucilagem utilizada pelas indústrias farmacêuticas nos tratamentos de constipação crônica, câncer intestinal e amebíase. A Índia é o principal exportador mundial das sementes de Plantago ovata, tendo o produto comercial com essas sementes, no Brasil, o nome de Agiolax. O objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos dos estresses hídrico e salino na germinação de sementes de Plantago ovata. As sementes foram colocadas para germinar em papel umedecido com 15 mL de soluções nos potenciais osmóticos de 0,0; -0,2; -0,4; -0,6; e -0,8 MPa, induzidos com polietileno glicol (PEG 6000), NaCl e CaCl2. O experimento constou de quatro repetições com 50 sementes cada, na temperatura de 25 ºC, na presença de luz. A análise dos resultados permitiu a conclusão de que o estresse hídrico acarreta maior redução na porcentagem e velocidade de germinação das sementes de P. ovata do que o estresse salino, e, independentemente da substância utilizada para indução do estresse, o limite para germinação está entre -0,4 e 0,6 MPa.

Evaluation of the physiological quality of anadenenthera peregrina (L.) Speg. seeds during storage

The aim of this experiment was to evaluate the effect of storage temperature on the viability and vigour of A. peregrina seeds. Seeds of A. peregrina harvested in Viçosa-MG, in September 2005 were used. The seeds were stored in the Laboratory of Forest Seeds Analysis (LASF) of the Universidade Federal de Viçosa (UFV), in a cold chamber, under approximately 5ºC over150 days. The seeds were stored under 20ºC for 150 days more. Seed moisture was determined after oven-drying at 105 ± 3ºC for 24 hours. The seeds were analyzed monthly using germination, tetrazolium and electrical conductivity tests and Osmopriming during 300 days, with four repetitions of 25 seeds. A. peregrina seeds kept a constant percentage of germination and viable seeds under the tetrazolium test for five months of storage, under either 5ºC and 20ºC. The electrical conductivity test showed significant differences in relation to the storage period, proving to be more sensitive than the standard germination test. Seed priming in PEG -0,4 MPa solution was not efficient in recovering the viability and vigor of the stored seeds at 5ºC and 20ºC.

Restrição hídrica em sementes de Jenipapo (Genipa americana L.)

O jenipapo, originário da América Latina, pertence à família Rubiaceae e apresenta valor madeireiro e alimentício, sendo explorado sem estratégias de conservação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da restrição hídrica, por meio de duas metodologias, na germinação de sementes de Genipa americana L. A primeira foi realizada com sementes imersas em soluções de polietilenoglicol (PEG 6000) por 18 dias a 0,0; -0,1; -0,3 e -0,4 MPa à 20ºC, simulando condições de alagamento, e após este período as sementes foram colocadas para germinar em placas de Petri com folhas de papel tipo mata-borrão umedecidas em água. A segunda utilizou os mesmos potenciais osmóticos umedecendo-se os papéis tipo mata-borrão, para simular a restrição hídrica. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com 4 repetições de 25 sementes. Para as sementes imersas em soluções de PEG, o potencial -0,3MPa permite condicionamento osmótico, enquanto à -0,4MPa interfere no vigor. Para as sementes embebidas em papel, ocorre redução da germinação em função do tempo, até não se observar eventos para potenciais a partir de -0,3 MPa.

Germinação de sementes de Caesalpinia pyramidalis Tul. (Catingueira) submetidas a deficiência hídrica

A disponibilidade hídrica é um dos principais fatores ambientais capaz de influenciar o processo de germinação de sementes. Nessas condições, a habilidade das sementes em manter sua viabilidade durante o armazenamento pode ser uma vantagem adaptativa de espécies encontradas em diferentes biomas, especialmente na caatinga. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência do armazenamento na tolerância das sementes de catingueira (Caesalpinia pyramidalis Tul.) à restrição hídrica, utilizando-se como agente osmótico o polietilenoglicol 6000 (PEG 6000). Sementes de catingueira foram armazenadas por 0, 3 e 6 meses em temperatura ambiente e acondicionadas em sacos de papel kraft, avaliando-se a influência dos diferentes potenciais osmóticos (0,0; -0,2; -0,4; -0,6; -0,8; -1,0 e -1,2 MPa) das soluções de PEG 6000 sobre a porcentagem de germinação (G%), no tempo médio de germinação (Tm), na velocidade média de germinação (Vm) e no índice de velocidade de germinação (IVG) das sementes. Observou-se que a interação entre o armazenamento e os tratamentos osmóticos influenciou significativamente as variáveis cinéticas de germinação avaliadas, exceto a Vm. Em todos os meses avaliados, a redução da água disponível no meio afetou no decréscimo da G%, da Vm e do IVG e na elevação do Tm das sementes. A tolerância à deficiência hídrica nas sementes de catingueira foi relativamente alta, tendo como limite a faixa entre -0,8 e -1,0 MPa. A identificação dos fatores ambientais que governam a germinação das sementes, como a disponibilidade hídrica, representa uma importante ferramenta na interpretação do comportamento ecológico das espécies em hábitats naturais.