Síntese e caracterização de nanomateriais superparamagnéticos do tipo core-shell para aplicação em catálise e biomedicina

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise.

Multi-Element Analysis of Spanish Date Palm (Phoenix dactylifera L.) by Inductively Coupled Plasma-Based Techniques. Discrimination Using Multivariate Statistical Analysis

The elemental analysis of Spanish palm dates by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and inductively coupled plasma mass spectrometry is reported for the first time. To complete the information about the mineral composition of the samples, C, H, and N are determined by elemental analysis. Dates from Israel, Tunisia, Saudi Arabia, Algeria and Iran have also been analyzed. The elemental composition have been used in multivariate statistical analysis to discriminate the dates according to its geographical origin. A total of 23 elements (As, Ba, C, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, H, In, K, Li, Mg, Mn, N, Na, Ni, Pb, Se, Sr, V, and Zn) at concentrations from major to ultra-trace levels have been determined in 13 date samples (flesh and seeds). A careful inspection of the results indicate that Spanish samples show higher concentrations of Cd, Co, Cr, and Ni than the remaining ones. Multivariate statistical analysis of the obtained results, both in flesh and seed, indicate that the proposed approach can be successfully applied to discriminate the Spanish date samples from the rest of the samples tested.

The coco palm.

no.2(1922)

Core-shell nanocomposites prepared by hierarchical co-assembly: the role of the carbon shell in catalytic wet peroxide oxidation processes

The diffraction pattern of Fe3O4 (not shown) confirmed the presence of only one phase, corresponding to magnetite with a lattice parameter a = 8.357 Å and a crystallite size of 16.6 ± 0.2 nm. The diffraction pattern of MGNC (not shown) confirmed the presence of a graphitic phase, in addition to the metal phase, suggesting that Fe3O4 nanoparticles were successfully encapsulated within a graphitic structure during the synthesis of MGNC. The core-shell structure of MGNC is unequivocally demonstrated in the TEM micrograph shown in Fig. 1b. Characterization of the MGNC textural and surface chemical properties revealed: (i) stability up to 400 oC under oxidizing atmosphere; (ii) 27.3 wt.% of ashes (corresponding to the mass fraction of Fe3O4); (iii) a micro-mesoporous structure with a fairly well developed specific surface area (SBET = 330 m2 g-1); and (iv) neutral character (pHPZC = 7.1). In addition, the magnetic nature of MGNC (Fig. 2) is an additional advantage for possible implementation of in situ magnetic separation systems for catalyst recovery.

Shell-based chronologies for the Irish Sea

We demonstrate here that the growth increment variability in the shell of the long-lived bivalve mollusc Arctica islandica can be interpreted as an indicator of marine environmental change in the climatically important North Atlantic shelf seas. Multi-centennial (up to 489-year) chronologies were constructed using five detrending techniques and their characteristics compared. The strength of the common environmental signal expressed in the chronologies was found to be fully comparable with equivalent statistics for tree-ring chronologies. The negative exponential function using truncated increment-width series from which the first thirty years have been removed was chosen as the optimal detrending technique. Chronology indices were compared with the Central England Temperature record and with seawater temperature records from stations close to the study site in the Irish Sea. Statistically significant correlations were found between the chronology indices and (a) mean air temperature for the 14-month period beginning in the January preceding the year of growth, (b) mean seawater temperatures for February-October in the year preceding the year of growth (c) late summer and autumn air temperatures and sea surface temperatures for the year of growth and (d) the timing of the autumn decline in SST. Changes through time in the correlations with air and seawater temperatures and changes towards a deeper water origin for the shells in the chronology were interpreted as an indication that shell growth may respond to stratification dynamics.