Espectroscopia de Lente Térmica aplicada ao sistema Ácido oléico/Beta Caroteno

Neste trabalho apresentamos um estudo na mistura formada pelo betacaroteno diluído em ácido oleico (BC:AO) em diferentes concentrações, usando-se para isso a técnica fototérmica chamada de Lente Térmica. Procuramos variar os diferentes parâmetros de controle como: a espessura da amostra, a sua concentração, a potência do laser de excitação, etc. Aplicamos o modelo aberrante desenvolvido por Shen para encontrar a difusividade térmica, a variação do índice de refração com a temperatura (dn/dT), e a magnitude do sinal de lente térmica, nas amostras. Verificamos, com base no modelo teórico apresentado no capítulo 2, que se o aumento da potência e da concentração é muito grande e atinge um certo valor, parâmetros como difusividade térmica passam a apresentar distorções nos valores medidos. Observamos também que a mistura BC:AO apresenta absorção não linear, mesmo para potências pequenas do laser de excitação usado. As contribuições apresentadas neste trabalho são inéditas e devem contribuir para um melhor entendimento das propriedades térmicas do sistema BC:AO ou de sistemas similares como alguns óleos vegetais que são ricos em ácido oleico e betacaroteno.

Medidas de não-linearidades utilizando a técnica de varredura-Z aplicada a mistura ácido oleico e beta-caroteno

Neste trabalho utilizamos a técnica de varredura-Z para a determinação dos parâmetros ópticos não-lineares (índice de refração não-linear e coeficiente de absorção não-linear) do ácido oleico e das soluções de beta-caroteno diluído em ácido oleico. As concentrações das soluções estudadas foram as seguintes: 0, 5:6, 11:3, 22:5, 30, 45 e 60 μg=ml, os índices de refração foram calculados levando-se em consideração os dados experimentais e o modelo teórico previsto por Sheik-Bahae. As soluções de ácido oleico puro e de ácido oleico com beta-caroteno (60 μg=ml) apresentaram absorção não-linear e seus respectivos coeficientes foram calculados. Obtivemos também os índices de refração não-linear para os óleos de andiroba, buriti e copaíba, todos nativos da região Amazônica.

Modelo teórico de sensores ópticos baseados em fibras com grade de Bragg

Ao se aplicar uma tração exterior a uma fibra óptica, seu índice de refração pode modificar devido ao efeito foto-elástico. Quando a fibra contém uma grade de Bragg inscrita em seu núcleo, além do índice de refração seu período espacial também modifica, permitindo sua aplicação como sensores ópticos de temperatura e/ou deformação de alta sensitvidade. Do ponto de vista teórico, até o presente a operação de sensores baseados em fibras ópticas com grade de Brag (FGB) é explicada pelo efeito foto-elástico, através de componentes adequadas do tensor foto-elástico de fibras de sílica dopadas com germânio (germano-silicatadas). Em praticamente toda a literatura previamente estudada, apenas este tipo de fibra óptica tem suas propriedades optomecânicas bem definidas, o que pode representar uma restrição. Nesta dissertação apresentamos uma formulação teórica alternativa para o estudo das propriedades de um sensor de deformação longitudinal baseado em fibra óptica com grade de Bragg (FGB) que não depende do conhecimento prévio das componentes do tensor foto-elástico, e que leva a resultados que dependem apenas da razão de Poisson da fibra, uma característica mecânica facilmente mensurável, e de seu índice de refração efetivo. Os resultados obtidos com este modelo apresentam ótima concordância com aqueles obtidos pelo modelo conhecido da literatura, além de permitir estimar o comportamento de outros parâmetros relacionados ao espectro de refletividade da FGB.

Propriedades ópticas e térmicas da oleína de palma

Usamos uma metodologia experimental para investigar propriedades ópticas e térmicas da oleína de palma (OP), a fração líquida do azeite de palma (Elaies guineensis) obtida por fracionamento natural, com propriedades físicas que diferem apreciavelmente do azeite. Em uma primeira abordagem, estudamos os espectros de absorção e emissão monitorando a modificação dos espectros com o aumento da concentração β-caroteno misturado com OP, o que permitiu encontrar o coeficiente de absorção molar do β-caroteno (ε = 920,802 mol ^-1.cm^-1.L). Este valor é muito baixo em relação aos conhecidos para o β-caroteno diluído em um solvente puro, como o benzeno ou o n-hexano. Experimentos feitos com β-caroteno diluído em hexano nos permitiram medir ε = 117.900 L.mol^-1.cm^-1, que representa aproximadamente 18% abaixo dos valores reportados na literatura. Em uma segunda abordagem, os espectros de absorção foram usados para medir o coeficiente de absorção da OP, A = 0,028 cm^-1 em 532 nm, o comprimento de onda de um laser usado como fonte de excitação no estudo das propriedades térmicas da OP usando a técnica de lente térmica. Neste sentido foi medido também o coeficiente térmico do índice de refração da OP, dn/dt = - 3,821 x 10 ^-4 °C ^-1. Estes resultados, associados ao modelo aberrante para estudos de espectroscopia de lente térmica, levaram à medição do coeficiente de difusão, D = 2,19 ± 0,11 x 10^-4 cm²/s, e da condutividade térmica, k = 5,96 ± 0,08 W/m°C. Embora as medidas das propriedades térmicas da OP não sejam ainda conhecidas na literatura, observa-se que elas têm as mesmas ordens de grandeza daquelas já conhecidas para outros óleos vegetais que foram relatadas na literatura.

Modelagem de efeitos plasmônicos em um metamaterial nanoestruturado para aplicação em sensoriamento óptico

Metamateriais são meios artificiais estruturados para a obtenção de propriedades físicas não prontamente encontradas na natureza. Estes meios, em geral, são organizados periodicamente com uma célula unitária que possui dimensões menores que o comprimento de onda da radiação eletromagnética incidente. Esta característica permite que estes meios possam ser tratados como materiais homogêneos e, por conseguinte, descritos em termos de parâmetros constitutivos efetivos. Este trabalho realiza a modelagem analítica e numérica de um metamaterial nanoestruturado com inclusões metálicas. É desenvolvido um formalismo fundamentado no modelo de Maxwell-Garnett para descrever o índice de refração efetivo do metamaterial levando em conta a forma geométrica das nanopartículas e a natureza dos modos locais excitados. É evidenciado que estes modos correspodem a excitações plasmônicas superfíciais. Por meio da caracterização do metamaterial no domínio óptico, é investigado o potencial de tais meios para o desenvolvimento de sensores de índice de refração mais compactos e com valores de sensibilidade superiores aos encontrados em sistemas baseados unicamente em fibras ópticas.

Vidros a base de óxido de telúrio para dispositivos fotônicos

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

Polióis de substratos vegetais quimicamente modificados com trimetilolpropano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preparação e caracterização de filmes óxidos contendo componentes opticamente ativos

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

Propriedades físicas de vidros Sb2O3-P2O5

This work presents experimental results of some physical properties of antimony phosphate glasses with compositions (x) Sb2O3 - (1-x) P2O5 (x = 0.75, 0.85, 0.90). Mechanical, thermal, optical and electrical properties were investigated: density, elastic moduli (Young's moduli and Poisson's ratio), Vickers microhardness, coefficient of thermal expansion, glass transition temperature, refractive index and electrical conductivity (for x = 0.75). There was no evidence of electronic conductivity by bipolaron hopping. Measurements of energy dispersive spectroscopy (EDS) showed that volatilization of Sb2O3 takes place during the glass melting

Desenvolvimento e caracterização de sistemas nanoestruturados para administração cutânea de metotrexato

A psoríase é uma doença inflamatória de pele e das articulações, e por acometer um órgão visível como a pele, resulta em transtornos psicológicos relacionados à auto-estima do paciente. Dentre os fármacos empregados no tratamento, destaca-se o metotrexato para uso sistêmico que, embora eficiente, possui a desvantagem de causar efeitos colaterais tóxicos como a hepatotoxicidade e a mielotoxicidade. Para minimizar tais efeitos e aumentar a eficácia do fármaco, o trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar sistemas nanoestruturados para administração cutânea do metotrexato. Para realizar esse estudo, inicialmente foram preparadas diferentes formulações constituídas por silicone fluido de copolímero glicol (DC® 193), poliéter funcional siloxano (DC® 5329) e água destilada. O metotrexato foi incorporado numa concentração de 1,25% (p/v), com auxílio de solução de hidróxido de sódio 1M, sendo ajustado o pH final da formulação para 7,0 com ácido clorídrico 0,1M. Foram selecionadas algumas regiões do diagrama para serem submetidas a testes de estabilidade, empregando o teste de centrifugação, determinação do pH, condutividade iônica, índice de refração e avaliação das características organolépticas. Foi realizada a análise reológica empregando reômetro, modelo RS-1 (HaakeRheostress). As estruturas das formulações foram analisadas por microscopia de luz polarizada. As amostras com maior concentração de tensoativo apresentaram aspecto transparente, sendo submetidas à análise com microscópio de luz polarizada, onde evidenciou-se estruturas conhecidas como “cruzes de malta”, indicativas de fase lamelar. Foram selecionadas 3 formulações com concentração de 40% de tensoativo, variando-se as proporções de água e óleo, nas quais foram incorporadas o metotrexato... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Caracterização óptica e eletrônica de filmes semicondutores usando espectros de transmitância e refletância

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

Caracterização de Filmes a-C:H:Cl e a-C:H:Si:Cl produzidos por deposição à vapor químico assistido por plasma (PECVD) e deposição e implantação iônica por imersão em plasma (PIIID)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Filmes finos depositados pela técnica de implantação iônica por imersão em plasma e deposição (IIIPD), utilizando o monômero HMDSN e os gases argônio, hélio e nitrogênio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de flavanóides por cromatografia líquida de alta eficiência e eletroforese capilar - otimização de separação e aplicações tecnológicas

No presente trabalho foram estudadas as separações de 18 flavonóides (9 agliconas e 9 glicosídeos) pelas técnicas de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência em fase reversa (RP-HPLC) e Cromatografia Micelar Eletrocinética em fluxo reverso (RF-Meck). Em ambas as técnicas foram avaliados solventes puros (metanol, acetonitrila e tetrahidrofurano) e suas misturas como formas de promover a variação de seletividade, através da modificação da fase móvel em HPLC, e da natureza do aditivo orgânico em RF-Meck. Nos estudos efetuados em HPLC utilizando-se gradiente, pode-se comprovar a possibilidade da modelagem do fator de retenção em funçã da proporção de solvente utilizados (MeOH, ACN, THF e suas misturas). Pode-se ainda, com base nos dados de retenção e na análise hierárquica de c1usters, diferenciar quatro diferentes grupos de sistemas cromatográficos com diferentes seletividades para flavonóides agliconas, e outros quatro com diferentes seletividades para glicosídeos. Os sistemas cromatográficos mais ortogonais (cada um pertencente a um grupo de seletividade) foram aplicados na separação de uma planta modelo (Azadirachta indica), de onde pode-se escolher a fase móvel mais seletiva para se otimizar a separação dos flavonóides glicosilados presentes nas folhas desta planta. No método final otimizado pode-se identificar e quantificar cinco dos flavonóides majoritários presentes, sendo três glicosídeos de quercetina (rutina, isoquercitrina e quercitrina) e dois glicosídeos de kaempferol (astragalin e nicotiflorin), em amostras de duas diferentes procedências (Piracicaba-SP e Silvânia-GO). Nos estudos envolvendo a separação dos dezoito flavonóides por RFMEKC pode-se comprovar diferenças significativas de seletividade quando se varia a natureza do solvente orgânico utilizado como aditivo, além de se observar tendências na migração em função das propriedades do solvente adicionado e da estrutura molecular do flavonóide. O solvente de menor eficiência para separação dos flavonóides foi o MeOH. Através da análise dos eletroferogramas obtidos através de um planejamento experimental de misturas, e das trocas de pares críticos observadas nos vários eletrólitos utilizados, obteve-se um método de separação com apenas um par crítico em menos de 12 minutos de corrida. O coeficiente de variação obtido para o fator de retenção foi de 1,5% e para área de 3%, considerando-se cinco injeções. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na identificação dos flavonóides majoritários presentes na planta modelo (Neem), obtendo-se o mesmo resultado do estudo anterior. Como forma de avaliar a concentração de flavonóides totais presentes em espécies vegetais é comum a análise de extratos após hidrólise ácida (conversão de todos glicosídeos em agliconas). Desta forma otimizou-se uma metodologia de separação em RP-HPLC de 8 flavonóides agliconas comumente presentes em alimentos e extratos vegetais de uso cosmético. A otimização foi efetuada mediante um planejamento experimental de misturas, para escolha da fase móvel mais seletiva, e de um planejamento fatorial composto central, para otimização das condições de gradiente. O método obtido foi o mais rápido já visto dentro da literatura consultada. A separação em linha de base foi efetuada em menos de 15 minutos, com coeficientes de variação de área entre 0,1 e 1,8%, coeficiente de correlação de 0,9993 a 0,9994 na faixa de 5 a 100 µg/mL, e limites de quantificação estimados na faixa de 0,1 a 0,21µg/mL. O método desenvolvido foi aplicado na otimização das condições de hidrólise de um extrato de Neem. A otimização foi efetuada através de metodologia de superfície de resposta, levando-se em consideração a concentração de ácido adicionada, o tempo de reação, a temperatura, e a concentração de um antioxidante (ácido ascórbico) adicionado. O resultado da otimização foi uma metodologia de hidrólise com tempo de reação igual a 5 minutos, utilizando-se 1,4 mol/L de HCI, 119°C e 500 µg/mL de ácido ascórbico. Através das metodologias de análise e de hidrólise desenvolvidas pode-se constatar a presença e quantificar no extrato de Neem os flavonóides agliconas quercetina, kaempferol e miricetina. Com o objetivo de se avaliar quais os componentes presentes em extratos vegetais são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a determinadas plantas, foi montado um sistema de avaliação de poder antioxidante \"on-line\" com reação pós-coluna em HPLC (baseado na literatura) utilizando-se como \"radical livre modelo\" o ABTS. A análise da planta modelo (Neem) neste sistema mostrou que os flavonóides glicosilados identificados nas partes anteriores deste trabalho são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a esta planta. De posse desta informação, e visando a obtenção de extratos para aplicações cosméticas com poder antioxidante, modelou-se a extração dos flavonóide do Neem em função da composição do solvente extrator (água, etanol , propilenoglicol e suas misturas), de acordo com um planejamento simplex centróide ampliado. Além da previsão da concentração dos princípios ativos pode-se ainda prever outras propriedades dos extratos obtidos, tais como, índice de refração e densidade, muitas vezes constituintes de especificações técnicas de acordo com as aplicações a que se destinam (cremes, xampús, etc).

Avaliação da estabilidade físico-química de óleo alimentar suplementado com extrato de carqueja

A prevenção da oxidação lipídica, uma das principais causas de degradação de óleos alimentares, pode ser efetuada pela adição de antioxidantes. A preocupação pelo consumo de alimentos mais saudáveis e isentos de aditivos sintéticos tem contribuído para a crescente procura de antioxidantes naturais provenientes de plantas, que possam substituir os antioxidantes sintéticos em óleos e gorduras alimentares. O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de extrato de carqueja (Pterospartum tridentatum), em concentrações diferentes (500 mg/kg e 1000 mg/kg), na estabilidade físico-química de óleo alimentar submetido a três ciclos de aquecimento (9 horas cada) a 180ºC e de óleo armazenado à temperatura ambiente durante 30 dias. O extrato de carqueja foi obtido por extração em etanol, tendo-se alcançado um rendimento de 60,2%±0,225. Determinou-se a capacidade antioxidante do extrato de carqueja por avaliação da capacidade de redução do radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pelo método de Folin-Ciocalteu. Os resultados demonstraram que o extrato tem uma atividade antioxidante de 61,7%±0,38 e um teor de compostos fenólicos de 22,4 mg de equivalentes de ácido gálico /g de extrato. A estabilidade físico-química do óleo alimentar foi estudada através da análise de diversos parâmetros, nomeadamente acidez, índice de peróxidos, índice de p-anisidina, absorvância no UV, índice de refração, cor e densidade. Os resultados evidenciaram um aumento de todos os parâmetros, com exceção da cor, ao longo do aquecimento do óleo bem como no seu armazenamento à temperatura ambiente. Este aumento foi mais relevante no óleo em processo de aquecimento uma vez que a 180ºC as reações de oxidação ocorrem mais rapidamente do que à temperatura ambiente. Observaram-se alterações mais acentuadas dos parâmetros físico-químicos no óleo sem extrato de carqueja comparativamente ao óleo suplementado com 500mg/kg e 1000mg/kg de extrato, comprovando-se o efeito do extrato de carqueja na redução da oxidação e, consequentemente, no aumento da estabilidade físico-química do óleo alimentar. O óleo suplementado com 1000mg/kg de extrato de carqueja revelou-se o mais estável à oxidação.