Em busca da sustentabilidade: células solares sensibilizadas por extratos naturais

The present work reports the use of anthocyanins extracted from mulberry (Morus Alba L.), raspberry (Rubus Idaeus L.) and blueberry (Vaccinium myrtillus L.) as sensitizers in dye-sensitized solar cells. The conversion efficiency of these devices is dependent on the extracts employed and can be rationalized in terms of their composition and spectral properties. Solar cells sensitized by the mulberry extract showed the highest efficiency among the fruits investigated. Moreover, a 16 cm² active area solar cell with the mulberry extract has presented fair good efficiency of conversion for natural dye-based solar cells, besides stability over twenty weeks, showing perspectives for developing these low cost devices with a commercial viability.

Desenvolvimento de processo de produção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível baseadas no uso de membrana polimérica condutora de prótons (PEMFC) por impressão a tela

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) requires membrane electrode assemblies (MEA) to generate electrical energy from hydrogen and oxygen. In this study a MEA production process by sieve printing and an ink composition were developed to produce catalyst layers of MEAs. The deposition of the exact catalyst content was possible on cathodes and anodes with only one print step. The optimal ink developed shown viscosity of 2.75 Pa s, density 1.27 g cm-3, total solid content of 33.76 % and tack of 92 U.T. The electrodes prepared in only one printing step showed higher performance than those prepared in several steps.

Desenvolvimento de tecnologia para confecção de eletrodos e conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) por impressão à tela para aplicação em módulos de potência de células PEMFC

Significant functions in the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) rely on Gas Diffusion Layers (GDLs), such as control the water balance in the membrane electrode assembly (MEA), allow suitable gas permeability and porosity, etc. Aware of the GDL importance in the cell performance and its great demand in scale-up projects, the fuel cell research group at Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) has developed a Sieve Printing method (innovative in Brazil) as a strategic solution for producing GDL and electrodes used in high power PEMFC stacks. The method has shown to be adequate to fabricate low cost electrodes, GDLs of different dimensions and to produce any amount of MEAs for power stacks.

Atividade de extratos de Arrabidaea chica (Humb. & Bonpl.) Verlot obtidos por processos biotecnológicos sobre a proliferação de fibroblastos e células tumorais humanas

Arrabidaea chica (H&B) Verlot is a plant popularly known as Pariri and this species is a known source of anthocyanins, flavonoids and tannins. This report describes an approach involving enzymatic treatment prior to extraction procedures to enhance A chica crude extract anticancer activity. Anticancer activity in human cancer cell lines in vitro using a 48 h SRB cell viability assay was performed to determine growth inhibition and cytotoxic properties. The final extraction yield without enzyme treatment was higher (24.28%) compared to the enzyme-treated material (19.03%), with an enhanced aglycones anthocyanin ratio as determined by HPLC- DAD and LC-MS with direct infusion.

CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS: UM EXPERIMENTO INTRODUTÓRIO SOBRE ENERGIA RENOVÁVEL PARA ALUNOS DE GRADUAÇÃO

An interesting practical experiment about the preparation of dye–sensitized solar cells (DSSC) using natural dyes were carried out by the undergraduate students in the chemistry course at UNICAMP . Natural dyes were extracted from blueberries (Vaccinium myrtillus L.), jabuticabas (Myrciaria cauliflora), raw and cooked beets (Beta vulgaris L.), and annattos (Bixa orellana L.), which were used to sensitize TiO2 films that composed the photoanode in the DSSC. A polymer electrolyte containing an iodide/triiodide redox couple was used in lieu of the use of liquid solutions to prevent any leakage in the devices. A maximum solar-to-electric energy conversion of 0.26 ± 0.02% was obtained for the solar cell prepared with annatto extracts. This experiment was an effective way to illustrate to the undergraduate students how to apply some of the chemical concepts that they learned during their chemistry course to produce electric energy from a clean and renewable energy source. Teachers could also exploit the basics of the electronic transitions in inorganic and organic compounds (e.g., metal-to-ligand charge transfer and ϖ-ϖ* transitions), thermodynamics (e.g., Gibbs free energy), acid–base reactions in the oxide solid surface and electrolyte, and band theory (i.e., the importance of the Fermi level energy).

Efeito de exsudatos de cultura de células de plantas em juvenis de segundo estádio de Meloidogyne incognita

Calus foram obtidos de tomateiro (Lycopersicon esculentum), cafeeiro (Coffea arabica), alfafa (Medicago sativa), orquídea (Dendrobium nobile), mostarda (Brassica rapa), batata doce (Ipomoea batatas), fumo (Nicotiana tabacum), cenoura (Daucus carota) e Crotalaria juncea em meio sólido de Murashige & Skoog (MS) seguido do cultivo em meio líquido MS em temperatura de 25-28 ºC. Após um mês, a suspensão foi passada em membrana Millipore 0,22 µm, obtendo-se, assim, o exsudato da cultura de células de cada planta testada. Ovos ou juvenis de segundo estádio (J2) de Meloidogyne incognita foram incubados nesses exsudatos e avaliadas as percentagens de eclosão, mobilidade e mortalidade dos J2. Com exceção dos ovos incubados em exsudato de orquídea, todos os demais inibiram a eclosão quando comparados com a incubação em água (testemunha). Entretanto, nos exsudatos de L. esculentum, cafeeiro e C. juncea a inibição foi mais drástica, semelhante ao aldicarb, mas significativamente diferente e menor do que em soluções contendo ingredientes do meio MS (1-5). Todos os exsudatos reduziram a mobilidade e aumentaram a mortalidade, com maior intensidade em 24 h de exposição. Porém, maior redução na mobilidade ocorreu nos exsudatos de tomateiro e alfafa, enquanto maior mortalidade no exsudato de tomateiro, seguido pelo de mostarda.

Indução de Metabólitos Bioativos em Culturas de Células de Maytenus Ilicifolia

Visando a obtenção de triterpenos quinonametídeos em concentração apreciável protocolo para o desenvolvimento de culturas de células de M. ilicifolia foi estabelecido. Estudos visando observar a influência da luminosidade sobre o crescimento das culturas mantidas nas mesmas condições de temperatura e umidade, além da avaliação da influência de diferentes tipos de frascos, que variavam em altura, sobre o crescimento e acúmulo desses metabólitos, foram realizados. O acúmulo desses metabólitos com comprovada atividade biológica se mostrou 100 e 3 vezes maior para a 22beta-hidroximaitenina e maitenina, respectivamente, no sistema in vitro quando comparada à planta in natura. Isto demonstra que o sistema in vitro pode se constituir em uma excelente ferramenta para a produção, em maior escala, destes metabólitos bioativos.

Determinação do mecanismo de destruição de células mediado por meso-tetramesitylporfirina, octaetilporfirina, octaetilporfirina de vanadil e luz visível

A Terapia Fotodinâmica é um tratamento clínico empregado no combate a vários tipos de tumores. Nesta técnica, o paciente recebe uma certa dosagem de uma substância fotossensibilizadora que, por sua vez, acumula-se preferencialmente no tecido tumoral. Em seguida irradia-se luz visível, neste tecido, com a finalidade de se excitar o fotossensibilizador. Esta substância, excitada, pode transferir elétrons e/ou energia para o oxigênio, no estado fundamental, gerando espécies reativas de oxigênio como o radical superóxido e oxigênio singlete. O primeiro é gerado no mecanismo tipo I, pela transferência de elétrons, e o segundo no mecanismo tipo II, pela transferência de energia. Estas espécies reativas geram um estresse oxidativo, no tecido tumoral, levando as células cancerígenas à morte. Neste trabalho, foram avaliadas as propriedades fotossensibilizadoras de três porfirinas e constatou-se que as mesmas são capazes de destruir células, na presença de luz e oxigênio. Este evento foi mais pronunciado, na presença de água deuterada, e inibido por supressores de oxigênio singlete, indicando predominância do mecanismo tipo II.

Validação do método de extração e quantificação de 7-hidróxi- 4',6-dimetóxi-isoflavona em culturas de células em suspensão e calos de Dipteryx odorata

O presente trabalho consiste no desenvolvimento e validação de um método analítico por CLAE/DAD para a detecção da 7-hidróxi-4',6-dimetóxisoflavona em culturas de células em suspensão e calos de Dipteryx odorata cultivados in vitro. Os parâmetros de validação: curva analítica, linearidade, precisão, recuperação, limite de detecção e limite de quantificação foram avaliados e os resultados obtidos demonstraram que o procedimento analítico proposto para a detecção e dosagem desta isoflavona está dentro dos parâmetros recomendados pela RE899/03-ANVISA, podendo ser utilizado para o controle de qualidade de culturas de células cultivadas in vitro desta espécie vegetal.

Sensibilidade do método de obtenção das células bacterianas e da técnica de PCR para detecção de Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens em sementes de feijão

Atualmente, existe a necessidade de se desenvolver métodos sensíveis, baratos, reproduzíveis e rápidos para a detecção de fitobactérias em sementes. O objetivo deste trabalho foi otimizar um método de obtenção das células bacterianas e a técnica de PCR para detecção de Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff), em sementes de feijão. Foi utilizado o primer CffFOR2-REV4, desenhado a partir do fragmento amplificado via PCR baseado na seqüência repetitiva (Rep-PCR). Avaliaram-se também quatro métodos de preparação dos extratos de sementes de feijão para a obtenção células de Cff : 1) extrato bruto de sementes; 2 ) extrato concentra do por filtração em membra na milipore (0,22Mu de diâmetro) e ressuspensão em água; 3) extrato concentrado por centrifugação a 10 .00 0 xg por 15 minutos no volume de 20 ou de 80 mL e 4) Bio-PCR. Dentre esses métodos, tanto a Bio-PCR quanto a concentração do extrato por centrifugação, seja no volume de 20 ou de 80 mL, possibilitaram amplificar o segmento de DNA de 306 pb, característico de Cff. Essas duas técnicas, além de detectar a bactéria, apresentam alta sensibilidade, detectando até 1 semente inoculada artificialmente artificialmente com Cff em 999 sementes sadi as. Analisaram-se dezessete lotes comerciais de sementes de feijão pelo método de concentração de extrato por centrifugação, sendo qu e em doze detectou-se a bactéria Cff, observado pela presença de bandas com 306 pb. Portanto, foi possível otimizar um método de obtenção das células bacterianas e técnica de PCR para detecção de Cff em sementes de feijão, que seja sensível, reproduzível e de fácil execução, que poderá ser utilizado rotineiramente em laboratórios de análises de sementes.

Rebrota de cepas de árvores adultas de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.)

O rejuvenescimento de árvores que alcançaram a maturidade de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.) torna-se necessário devido à dificuldade do enraizamento de ramos adultos. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi estudar a influência da altura de cepa no desenvolvimento de brotações e o melhor período para o corte das árvores. Os ensaios foram instalados em um plantio comercial de acácia-negra aos cinco anos de idade, desenvolvendo-se em espaçamentos de 1,0 x 1,30 m. Utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso com seis repetições e seis plantas por parcela. Os tratamentos foram constituídos de diferentes alturas de cepa com corte à altura de: (a) 15 cm, (b) 30 cm, (c) 45 cm e (d) 60 cm. Os ensaios foram instalados no outono (março) e na primavera (setembro). Foram feitas avaliações aos 45, 90 e 150 dias, através da contagem de cepas com brotações e número de brotações por cepa. O corte das árvores na altura de 60 cm promoveu elevado índice de rebrota, com aproximadamente 90% das cepas apresentando brotações novas. Na primavera, obteve-se melhor rebrota de árvores adultas de acácia-negra, em comparação com o ensaio do outono. Esses resultados indicaram a influência da altura de cepa e do período do ano na capacidade de rebrota de indivíduos adultos de Acacia mearnsii.

Influência da idade e da posição ao longo do tronco na composição química da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Este trabalho estudou a variação da composição química na madeira de Eucalyptus grandis de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. As amostras foram coletadas de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, de 3 m cada uma, de 16 árvores (quatro para cada idade), totalizando 48 discos. Os valores médios dos teores de holocelulose, lignina e extrativos foram de 69, 27 e 4%, respectivamente. Verificou-se que os teores de extrativos e lignina aumentaram com a idade, com maiores concentrações nos discos próximos da base; verificou-se, também, que o teor de holocelulose diminuiu com a idade, com maiores concentrações nos discos retirados nas regiões superiores do tronco.

Qualidade de juntas coladas com lâminas de madeira oriundas de três regiões do tronco de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii

Este experimento teve como objetivo avaliar a resistência de juntas coladas formadas pelas combinações de lâminas provenientes de três posições no tronco da madeira de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii. Foram empregados adesivos à base de poliacetato de vinila de média e alta viscosidade e resorcinol-formaldeído nas gramaturas de 150 g/m², em face simples para o poliacetato de vinila de média e alta viscosidades e 300 g/m², em face dupla, para o adesivo resorcinólico. O teor médio de umidade das lâminas, no momento da colagem, foi igual a 14%. Os valores médios mais elevados de resistência ao cisalhamento foram obtidos nas juntas produzidas com madeira de Eucalyptus saligna, coladas com adesivos de poliacetato de média viscosidade e resorcinol-formaldeído. A maior porcentagem de falha profunda na madeira foi obtida em juntas de madeira de Pinus elliottii, unidas com adesivo de poliacetato de alta viscosidade, seguidas das juntas de Eucalyptus grandis e coladas com adesivo de poliacetato de média viscosidade. As combinações de lâminas oriundas das seguintes posições no tronco: medula e casca, intermediária e casca e casca e casca resultaram em linhas de cola com maiores resistências ao cisalhamento.

Variação da retrabilidade da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, em função da idade e da posição radial no tronco

Este trabalho estudou a variação das retratibilidades volumétrica e linear da madeira de Eucalyptus grandis proveniente de talhões comerciais de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos) e posição radial. As amostras foram retiradas da tábua diametral, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), tomadas de quatro posições eqüidistantes (0, 33, 66 e 100%), no sentido medula-casca. Verificou-se, em todos os testes, o efeito da idade e da variação radial, observando uma correlação positiva dos efeitos em todos os parâmetros estudados. A espécie, como um todo, apresentou elevada instabilidade dimensional, com valores médios de retratibilidade volumétrica de 18,11% e retratibilidade radial, tangencial e longitudinal de 6,09%, 10,14% e 0,45%, respectivamente, além do fator anisotrópico de 1,71. À exceção da retratibilidade longitudinal e do fator anisotrópico, todos os demais parâmetros apresentaram tendência de crescimento com a idade e com a direção radial, no sentido medula-casca.

Características químicas do solo em diferentes distâncias do tronco de eucalipto e em diferentes profundidades

O conhecimento das variações espaciais verificadas em plantações de eucalipto é importante para o estabelecimento de critérios de amostragem de solo e recomendação de fertilizantes. Este trabalho, desenvolvido na região litorânea do Espírito Santo, teve por objetivo determinar a variação de características químicas do solo em diferentes distâncias do tronco de eucalipto de povoamentos com 31, 54 e 84 meses de idade. Amostras de solo foram coletadas ao redor do tronco da árvore de DAP (diâmetro a 1,30 m de altura) médio e nas distâncias de 30, 60, 90, 120 e 150 cm, na direção da linha de plantio e da entrelinha, nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em cada parcela, num total de seis por povoamento. Nessas amostras foram analisados: pH em água (1:2,5), P e K disponíveis (Mehlich-1), Al, Ca e Mg trocáveis (KCl 1 mol L-1). Os resultados indicaram variações nas características químicas do solo com a distância do tronco de eucalipto. Os teores de P, K, Ca2+ e Al3+ diminuíram com a distância desse tronco nas três idades avaliadas, e os valores de pH aumentam com a distância do eucalipto aos 31 e 84 meses, assim como os teores de Mg2+ em relação ao eucalipto com 31 meses, na direção da linha e da entrelinha. As características químicas do solo obtidas na linha e entrelinha do eucalipto aos 84 meses foram mais semelhantes, exceto Ca2+. Maiores valores de pH, P, K, Ca2+ e Mg2+ ocorreram na camada superficial.