Novel Supercritical Carbon Dioxide Impregnation Technique for the Production of Amorphous Solid Drug Dispersions: A Comparison to Hot Melt Extrusion

The formulation of BCS Class II drugs as amorphous solid dispersions has been shown to provide advantages with respect to improving the aqueous solubility of these compounds. While hot melt extrusion (HME) and spray drying (SD) are among the most common methods for the production of amorphous solid dispersions (ASDs), the high temperatures often required for HME can restrict the processing of thermally labile drugs, while the use of toxic organic solvents during SD can impact on end-product toxicity. In this study, we investigated the potential of supercritical fluid impregnation (SFI) using carbon dioxide as an alternative process for ASD production of a model poorly water-soluble drug, indomethacin (INM). In doing so, we produced ASDs without the use of organic solvents and at temperatures considerably lower than those required for HME. Previous studies have concentrated on the characterization of ASDs produced using HME or SFI but have not considered both processes together. Dispersions were manufactured using two different polymers, Soluplus and polyvinylpyrrolidone K15 using both SFI and HME and characterized for drug morphology, homogeneity, presence of drug-polymer interactions, glass transition temperature, amorphous stability of the drug within the formulation, and nonsink drug release to measure the ability of each formulation to create a supersaturated drug solution. Fully amorphous dispersions were successfully produced at 50% w/w drug loading using HME and 30% w/w drug loading using SFI. For both polymers, formulations containing 50% w/w INM, manufactured via SFI, contained the drug in the γ-crystalline form. Interestingly, there were lower levels of crystallinity in PVP dispersions relative to SOL. FTIR was used to probe for the presence of drug-polymer interactions within both polymer systems. For PVP systems, the nature of these interactions depended upon processing method; however, for Soluplus formulations this was not the case. The area under the dissolution curve (AUC) was used as a measure of the time during which a supersaturated concentration could be maintained, and for all systems, SFI formulations performed better than similar HME formulations.

Characterization of a reference material for BCR-ABL (M-BCR) mRNA quantitation by real-time amplification assays:towards new standards for gene expression measurements

Monitoring of BCR-ABL transcripts has become established practice in the management of chronic myeloid leukemia. However, nucleic acid amplification techniques are prone to variations which limit the reliability of real-time quantitative PCR (RQ-PCR) for clinical decision making, highlighting the need for standardization of assays and reporting of minimal residual disease (MRD) data. We evaluated a lyophilized preparation of a leukemic cell line (K562) as a potential quality control reagent. This was found to be relatively stable, yielding comparable respective levels of ABL, GUS and BCR-ABL transcripts as determined by RQ-PCR before and after accelerated degradation experiments as well as following 5 years storage at -20 degrees C. Vials of freeze-dried cells were sent at ambient temperature to 22 laboratories on four continents, with RQ-PCR analyses detecting BCR-ABL transcripts at levels comparable to those observed in primary patient samples. Our results suggest that freeze-dried cells can be used as quality control reagents with a range of analytical instrumentations and could enable the development of urgently needed international standards simulating clinically relevant levels of MRD.

The long-term fate of permafrost peatlands under rapid climate warming

Permafrost peatlands contain globally important amounts of soil organic carbon, owing to cold conditions which suppress anaerobic decomposition. However, climate warming and permafrost thaw threaten the stability of this carbon store. The ultimate fate of permafrost peatlands and their carbon stores is unclear because of complex feedbacks between peat accumulation, hydrology and vegetation. Field monitoring campaigns only span the last few decades and therefore provide an incomplete picture of permafrost peatland response to recent rapid warming. Here we use a high-resolution palaeoecological approach to understand the longer-term response of peatlands in contrasting states of permafrost degradation to recent rapid warming. At all sites we identify a drying trend until the late-twentieth century; however, two sites subsequently experienced a rapid shift to wetter conditions as permafrost thawed in response to climatic warming, culminating in collapse of the peat domes. Commonalities between study sites lead us to propose a five-phase model for permafrost peatland response to climatic warming. This model suggests a shared ecohydrological trajectory towards a common end point: inundated Arctic fen. Although carbon accumulation is rapid in such sites, saturated soil conditions are likely to cause elevated methane emissions that have implications for climate-feedback mechanisms.

Old World megadroughts and pluvials during the Common Era

Climate model projections suggestwidespread drying in the Mediterranean Basin and wetting in Fennoscandia in the coming decades largely as a consequence of greenhouse gas forcing of climate. To place these and other “Old World” climate projections into historical perspective based on more complete estimates of natural hydroclimatic variability, we have developed the “Old World Drought Atlas” (OWDA), a set of year-to-year maps of tree-ring reconstructed summer wetness and dryness over Europe and the Mediterranean Basin during the Common Era.
The OWDA matches historical accounts of severe drought and wetness with a spatial completeness not previously available. In addition, megadroughts reconstructed over north-central Europe in the 11th and mid-15th centuries
reinforce other evidence from North America and Asia that droughts were more severe, extensive, and prolonged over Northern Hemisphere land areas before the 20th century, with an inadequate understanding of their causes. The OWDA provides new data to determine the causes of Old World drought and wetness and attribute past climate variability to forced and/or internal variability.

Agriculture, settlement and society in Early Medieval Ireland

During the early medieval period, Ireland was politically organised into a large number of very small kingdoms. Unlike much of Western Europe, it had not been incorporated into the Roman Empire, and as a consequence, settlement remained exclusively rural in character until the Viking period. Extensive documentary, archaeological, zooarchaeological and macro-plant evidence provides a detailed reconstruction of the livestock and arable economy of the period. Cattle ownership formed the basis of wealth as well as being an indicator of status in society, and this is reflected in its clear dominance of the livestock economy during this period. From the eighth century onwards, however, cereal production appears to grow in importance as subsistence farming gave way to the production of agricultural surplus. This is reflected in cereal diversification and in the construction of watermills and more efficient grain-drying kilns. At the same time, settlement underwent significant changes and the relative importance of cattle in some areas began to decline.

Biomass-derived oxymethylene ethers as diesel additives: A techno-economic assessment

Conversion of agricultural biomass such as wood chips, wheat straw and forest residue for the production of fuels can help in reducing GHG emissions since they are considered as nearly carbon neutral. Around the world there is a significant amount of forest and agricultural-biomass available which could be used for the production of liquid fuels that can be blended with the petroleum-based diesel. Oxymethylene ethers (OMEs) can be derived from biomass via gasification, water-gas shift reaction and methanol production. The addition of OMEs to conventional diesel fuel has great potential to reduce soot formation during the combustion in diesel engines. Unlike methanol and dimethyl ether (DMM) which can also reduce soot formation, the physical properties of OMEs allow the use in modern diesel engines without significant change of the engines infrastructure. In this study, a detailed and data intensive process simulation model was developed to simulate all the unit operations involved in the production of OMEs from biomass. The unit operation considered include biomass drying, gasification, gas cleaning, water gas shift reaction, methanol production and OMEs synthesis. The simulation results were then utilized to conduct a detailed techno-economic assessment study of the whole biomass conversion chain to determine the most attractive pathways for OMEs production. Our recent study shows that the key parameters affecting the OMEs production are equivalence ratio, H2/CO ratio and optimal air flow. Overall, the cost of production ($/liter) of OMEs from different biomass feedstock in Alberta will be determined

Old Town Glasgow: Squalor, Agitation and City Improvements

In 1862, Glasgow Corporation initiated the first of a series of three legislative acts which would become known collectively as the City Improvements Acts. Despite having some influence on the nature of the built fabric on the expanding city as a whole, the most extensive consequences of these acts was reserved for one specific area of the city, the remnants of the medieval Old Town. As the city had expanded towards all points of the compass in a regular, grid-iron structure throughout the nineteenth century, the Old Town remained singularly as a densely wrought fabric of medieval wynds, vennels, oblique passageways and accelerated tenementalisation. Here, as the rest of the city began to assume the form of an ordered entity, visible and classifiable, one could still find and addresses such as ‘Bridgegate, No. 29, backland, stair first left, three up, right lobby, door facing’ (quoted in Pacione, 1995).

Unsurprisingly, this place, where proximity to the midden (dung-heap) was considered an enviable position, was seen by the authorities as a major health hazard and a source not only of cholera, but also of the more alarming typhoid epidemic of 1842. Accordingly, the demolitions which occurred in the backlands of the Old Town under the first of the acts, the Glasgow Police Act of 1862, were justified on health and medical grounds. But disease was not the only social problem thought to issue from this district. Reports from social reformers including Fredrick Engels suggested that the decay of the area’s physical fabric could be extended to the moral profile of its inhabitants. This was in such a state of degeneracy that there were calls for a nearby military barracks to be relocated to more salubrious climes because troops were routinely coming into contact ‘with the most dissolute and profligate portion of the population’ (Peter Clonston, Lord Provost, June 1861). Perhaps more worrying for the city fathers, however, was that the barracks’ arsenal was seen as a potential source of arms for the militant and often illegal cotton workers’ unions and organisations who inhabited the Old Town as well as the districts to the east. In fact, the Old Town and East End had been the site of numerous working class actions and riots since 1787, including a strike of 60,000 workers in 1820, 100,000 in 1838, and the so-called Bread Riots of 1848 where shouts of ‘Vive La Revolution’ were reported in the Gallowgate.

The events in Paris in 1848 precipitated Baron Hausmann’s interventions into that city. The boulevards were in turn visited by members of Glasgow Corporation and ultimately, it can be argued, provided an example for Old Town Glasgow. This paper suggests that the city improvement acts carried a similarly complex and pervasive agenda, one which embodied not only health, class conflict and sexual morality but also the more local condition of sectarianism. And, like in Paris, these were played out spatially in a extensive reconfiguration of the urban fabric of the Old Town which, through the creation of new streets and a railway yard, not only made it more amenable to large scale military manoeuvres but also, opened up the area to capitalist accumulation. By the end of the works, the medieval heritage of the Old Town had been almost completely razed, the working class and Catholic East End had, through the insertion of the railway yard, been isolated from the city centre and approximately 70,000 people had been made homeless.

The influence of substrate texture on early biological colonization

Biological colonization of stone is a major concern in the preservation and presentation of cultural heritage. Colonization is typically associated with unpleasant soiling, and varying degrees of biodeterioration. A better understanding of why organisms grow where they do, will aid in
developing preventative, and treatment methods for biosoiling of cultural heritage. Sandstone exposure trials were set up at nine different locations across Northern Ireland to investigate the influences of local climate, local environmental,and micro-climatic factors on the early stages (up to 21 months) of biological colonization.
Results showed that, green and yellow soiling occurred on tooled stone surfaces, whereas darkening occurred preferentially on smooth surfaces. It is likely that different populations of organisms occur on these surfaces with green algae occurring on tooled surfaces due to slower drying rates (i.e. prolonged moisture retention), and cyanobacteria and fungi thriving on smooth surfaces due to their ability to withstand moisture fluctuation.

The inventorying of building stone performance-in-use to assess susceptibility to decay

The Natural Stone Database for Northern Ireland was constructed to address the paucity of information available to stone conservation practitioners within the region. Almost 2000 listed buildings and monuments were surveyed over three years to produce an interactive GIS database. This contained information on stone sources, together with details of stone condition and decay processes. This paper uses elements of this GIS to investigate stone decay patterns across Northern Ireland. The results demonstrate that as the level of stone decay increases, so does the proportion of buildings with sandstone as the primary stone type. It appears that a
higher open porosity level combined with Northern Ireland’s wetter climate and maritime location leads to rapid wetting and drying cycles within sandstones. This is coupled with the ingress and crystallisation of marine and other salts within stone pores leading to considerably
higher rates of decay than for any other stone type.

Effect of Cyclic Carbonation on Chloride Ingression in GGBS Concrete

Carbonation and chloride ingress are the two main causes of corrosion in reinforced concrete structures. An investigation to monitor the ingress of chlorides and the effect of carbonation on chloride ingression during an accelerated 12 month cyclic wetting and drying exposure regime that simulates conditions in which multiple mode transport mechanisms are active was conducted on ground granulated blast furnace slag (GGBS) concrete. The penetration of chloride and carbon dioxide was evaluated using water and acid soluble chloride profiles and phenolphthalein indicator, respectively. The results indicated that when chloride and carbon dioxide ingress concomitantly the effects can be adverse. Carbonation has a detrimental effect on the binding capacity of the concrete, increasing the concentration of free (water soluble) chlorides. This contributed to greater concentration and greater penetration of chlorides and thus an increased corrosion risk.

Valorização de resíduos industriais na formulação de produtos e pigmentos cerâmicos: processamento e desenvolvimento de cor

A valorização de diferentes resíduos industriais provenientes dosector de tratamento/revestimento de superfícies metálicas pode ser obtida utilizando-os como matérias-primas na formulação de pigmentos cerâmicos, sintetizados pelo método cerâmico convencional. Neste trabalho avaliou-se a viabilidade de incorporar lamas geradas pelos processos de (i) anodização, ricas em alumínio, (ii) de niquelagem e cromagem de torneiras, usadas como fonte de níquel e crómio, e (iii) da decapagem química de aços de uma trefilaria, ricas em ferro, utilizadas por si só, ou em conjunto com matérias-primas comerciais, para a obtenção depigmentos cerâmicos que coram, de forma estável, diversas matrizes cerâmicas e vítreas. Esta solução assegura ainda a inertização de potenciaisespécies perigosas presentes nos resíduos, resultando produtos inócuospara a saúde pública. Procedeu-se à caracterização de cada resíduo, em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, grau de toxicidade, distribuição granulométrica, teor de humidade, etc. Verificou-se a constância das características das lamas, recorrendo à análise de lotes recolhidos em momentos distintos. Os resíduos são essencialmente constituídos por hidróxidos metálicos e foram utilizados após secagem e desagregação. No entanto, a lama de anodização de alumínio sofreu um tratamento térmico suplementar a 1400ºC. O método de síntese dos pigmentos englobou as seguintes etapas: (i) doseamento; (ii) homogeneização; (iii) calcinação; (iv) lavagem e moagem.Procedeu-se à caracterização dos pigmentos, avaliando a cor por espectroscopia de reflectância difusae pelo método CIELAB e determinando as características físico-químicas relevantes. Posteriormente, testou-se o seu desempenho em produtos cerâmicos distintos (corpos e vidrados), aferindo o desempenho cromático e a estabilidade. Numa primeira fase, desenvolveram-se e caracterizaram-se tipos distintos de pigmentos: (i) com base na estrutura do corundo (ii) verde Victória deuvarovite (iii) violeta de cassiterite com crómio (iv) pigmento carmim de malaiaíte; (v)pretos e castanhos com base na estrutura da espinela. Aprofundaram-se depois os estudos do pigmento carmim de malaiaítee do pigmento preto com base na estrutura da espinela. O pigmento carmim de malaiaíte, CaSnSiO5:Cr2O3, é formulado coma lama gerada no processo de niquelagem e cromagem. Avaliou-se a influência do teor de lama na temperatura de síntese e na qualidade cromática, em comparação com um pigmento formulado com reagentes puros. O pigmento preto com estrutura de espinela de níquel, crómio e ferro, foii formulado exclusivamente a partir das lamas geradas nos processos de cromagem/niquelagem e de decapagem química do aço. Avaliaram-se as características cromáticas e o grau de inertização dos elementos tóxicospresentes, em função da estequiometria e do tratamento térmico. Estudou-se ainda um novo sistema com base na estrutura da hibonite(CaAl12O19), que permite a obtenção de pigmentos azuis e que utiliza a lama de cromagem e niquelagem. As espécies cromóforas (Ni2+ ou Co2+) assumem coordenação tetraédrica quando substituem os iões Al3+ que ocupam as posições M5 da rede da hibonite. A formação simultânea de anortite permite reduzir a temperatura de síntese.Para além do carácter inovador deste pigmento de dissolução sólida, a qualidade cromática e a sua estabilidade são interessantes. Além disso, os teores de cobalto ou níquel são reduzidosrelativamente aos utilizados em formulações comerciais de pigmentos azuis, o que se traduz em importantes vantagens económicas e ambientais.

Secagem convectiva de produtos alimentares: otimização e controlo

O presente trabalho tem como objetivo analisar a cinética de secagem do bacalhau salgado verde (Gadus morhua) em secador convectivo. É apresentada a análise da composição físico-química dos bacalhaus utilizados nos ensaios experimentais, bem como o estudo das isotermas de sorção do produto, através de experiências e modelação matemática. Dos modelos usados para o ajuste das isotermas de sorção do bacalhau salgado verde, o que melhor se adaptou aos resultados experimentais foi o modelo de GAB Modificado, com coeficientes de correlação variando entre 0,992 e 0,998. Para o controlo do processo de secagem (nomeadamente os parâmetros temperatura, humidade relativa e velocidade do ar) foi utilizada lógica difusa, através do desenvolvimento de controladores difusos para o humidificador, desumidificador, resistências de aquecimento e ventilador. A modelação do processo de secagem foi realizada através de redes neuronais artificiais (RNA), modelo semi-empírico de Page e modelo difusivo de Fick. A comparação entre dados experimentais e simulados, para cada modelo, apresentou os seguintes erros: entre 1,43 e 11,58 para o modelo de Page, 0,34 e 4,59 para o modelo de Fick e entre 1,13 e 6,99 para a RNA, com médias de 4,38, 1,67 e 2,93 respectivamente. O modelo obtido pelas redes neuronais artificiais foi submetido a um algoritmo de otimização, a fim de buscar os parâmetros ideais de secagem, de forma a minimizar o tempo do processo e maximizar a perda de água do bacalhau. Os parâmetros ótimos obtidos para o processo de secagem, após otimização realizada, para obter-se uma humidade adimensional final de 0,65 foram: tempo de 68,6h, temperatura de 21,45°C, humidade relativa de 51,6% e velocidade de 1,5m/s. Foram também determinados os custos de secagem para as diferentes condições operacionais na instalação experimental. Os consumos por hora de secagem variaram entre 1,15 kWh e 2,87kWh, com uma média de 1,94kWh.

Nanocompósitos de PMMA/HA/grafeno para aplicações biomédicas

Os cimentos ósseos à base de PMMA para aplicações em artroplastia da anca apresentam como grande limitação o facto do seu constituinte principal ser um elemento bioinerte o que leva à falta de integração entre as interfaces cimento ósseo/tecido ósseo, comprometendo assim o desempenho mecânico da prótese ortopédica ao longo do tempo. Esta dissertação tem como objetivo principal a preparação de novas formulações de cimentos ósseos com a capacidade de estabelecer interações com os tecidos vivos circundantes. De modo a melhorar a bioatividade do sistema e facilitar a sua osseointegração, os cimentos ósseos comerciais foram reforçados com cargas significativas de HA. No entanto o recurso a elevadas cargas de HA (~60% m/m) no cimento ósseo promove debilidades do ponto de vista estrutural, levando a uma baixa resistência mecânica do material final. No sentido de ultrapassar esta limitação, foram inseridas nanoestruturas de carbono (GO ou CNTs) em baixas percentagens na matriz polimérica por forma a maximizar a sua performance mecânica através da perfeita integração de todos os componentes. A primeira fase deste trabalho consistiu no desenvolvimento de metodologias que permitissem a síntese de GO através da exfoliação química da grafite em solução aquosa. Os resultados obtidos demonstraram a obtenção de folhas de GO em larga escala e com número de camadas uniforme. A funcionalização orgânica superficial via ATRP do GO obtido, com cadeias de PMMA possibilitou o desenvolvimento de novos materiais nanocompósitos, no entanto alguns fatores de natureza tecnológica inviabilizaram o seu uso como agente de reforço na matriz idealizada. O desenvolvimento de novas formulações de cimentos ósseos consistiu numa matriz de PMMA/HA (1:2 (m/m)) reforçada com pequenas percentagens de GO ou CNTs (0,01, 0,1, 0,5 e 1,0% m/m). A síntese destes materiais nanocompósitos resultou da combinação de diversas técnicas: ultrassons, granulação por congelamento e liofilização. A análise estrutural dos nanocompósitos obtidos demonstrou a eficácia da metodologia desenvolvida na homogeneização de todos os elementos do sistema. Os estudos desenvolvidos após a conformação e caracterização estrutural dos novos materiais nanocompósitos permitiram verificar que as nanoestruturas de carbono apresentavam efeitos adversos na polimerização via radicalar do PMMA. A análise da fração orgânica permitiu verificar a presença de espécies oligoméricas o que reduziu significativamente o comportamento mecânico dos nanocompósitos. Através do estudo do aumento da concentração das espécies radicalares iniciais foi possível suplantar este problema e tirar o máximo rendimento dos agentes de reforço, tendo-se destacado os nanocompósitos reforçados com GO. A validação do ponto de vista mecânico das novas formulações de cimentos ósseos recaiu sobre o procedimento descrito na norma europeia ISO 5833 de 2002 – Implantes para cirurgia – cimentos acrílicos, tendo sido realizados os testes de compressão e de flexão. A avaliação biológica do comportamento dos cimentos ósseos assentou em duas abordagens complementares: estudos de mineralização em SBF e estudos de biocompatibilidade em meios celulares. Após a incubação das amostras em SBF ficou demonstrada a excelente capacidade para promoverem a integração de uma camada apatítica. Através de estudos celulares com Fibroblastos L929 e Osteoblastos Saos-2, nos quais foram avaliados a proliferação celular, viabilidade celular, espécies reativas de oxigénio, apoptose e morfologia celular, foi possível verificar bons níveis de biocompatibilidade para os materiais devolvidos.

Synthesis of new vegetable oil-based polymeric materials

A crescente procura de recursos fosseis a que se tem assistido nos ultimos anos, tem resultado num crescimento sem precedentes dos precos, com consequencias imprevisiveis e que levara, no espaco de decadas, ao seu inevitavel esgotamento. A procura de um modelo de desenvolvimento sustentavel, baseado em recursos renovaveis e o grande desafio que se coloca a civilizacao no seculo XXI. A biomassa vegetal, atraves das designadas gBio-refinarias h, e uma alternativa logica para a producao de produtos quimicos e de materiais mas tambem de combustiveis e energia. Os oleos vegetais constituem uma das fracoes da biomassa vegetal, cuja exploracao tem merecido redobrada atencao nos ultimos anos, como fonte de materiais e de combustiveis. Assim, a presente dissertacao tem por objetivo o desenvolvimento de novos materiais polimericos derivados de oleos vegetais, seguindo duas abordagens distintas, nomeadamente a preparacao de polimeros atraves de polimerizacao por etapas e polimerizacao em cadeia (Parte B e C, respetivamente). Em primeiro lugar, foram sintetizados poliesteres alifaticos de cadeia longa a partir de monomeros provenientes do oleo de colza (Capitulo III). A auto-metatese do acido erucico com catalisadores de rutenio, seguida de hidrogenacao da ligacao dupla, originou o acido 1,26-hexacosanodioico, que por sua vez foi convertido em hexacosano-1,26-diol. Subsequentemente, a policondensacao do acido ƒ¿,ƒÖ-dicarboxilico de cadeia longa com o hexacosano-1,26-diol originou o poliester 26,26. O diacido C26 foi tambem polimerizado com outros alcano-diois de cadeia curta, nomeadamente o dodecano-1,12-diol e o butano-1,2-diol, produzindo, respetivamente, os poliesteres 12,26 e 4,26. Estes poliesteres de fontes 100% renovaveis possuem valores de Mn na ordem dos 8-14 kDa e valores de PDI entre 2.1 e 2.7. As propriedades destes poliesteres alifaticos foram avaliadas atraves de varias tecnicas, revelando elevada cristalinidade (com uma estrutura cristalina como a do polietileno) e elevadas temperaturas de fusao (74-104 ‹C), cristalizacao (68-92 ‹C) e degradacao (323-386 ‹C). Em segundo lugar, foram sintetizados polimeros lineares termo-reversiveis a partir de derivados do oleo de ricinio (Capitulo IV). Para tal foram preparados monomeros que incorporam aneis furanicos inseridos atraves do acoplamento tiol-eno, e que posteriormente foram polimerizados pela reacao de Diels-Alder (DA) entre os grupos furano (dieno A) e estruturas complementares do tipo maleimida (dienofilo B). Para as polimerizacoes DA foram consideradas duas abordagens diferentes, nomeadamente (i) o uso de monomeros com dois aneis furanicos terminais em conjunto com uma bismaleimida (sistemas AA+BB) e (ii) a utilizacao de um monomero que incorpora ambos os grupos reativos, furano e maleimida, na sua estrutura (sistema AB). Este estudo demonstrou claramente que ambas as estratégias foram bem sucedidas embora com diferentes resultados em termos da natureza dos produtos obtidos. Estes polímeros lineares apresentam valores relativamente baixos de Tg (-40 to -2 °C) devido à natureza flexível dos grupos separadores das funções reativas, e de Mn (4.5-9.0 kDa) dada a observada tendência de ciclização associada a concentrações baixas de monómero. A aplicação da reação de retro-DA aos polímeros em causa confirmou o seu caráter reversível, ou seja, a possibilidade de promover, em condições controladas, a despolimerização com recuperação dos monómeros de partida. Esta particularidade abre caminhos para materiais macromoleculares originais com aplicações promissoras tais como auto-reparação e reciclabilidade. Em terceiro lugar, sintetizaram-se polímeros não-lineares termo-reversíveis a partir de derivados do óleo de ricínio (Capítulo V). Para tal foram preparados monómeros trifuncionais e posteriormente polimerizados através da reação de DA entre os grupos reativos complementares furano/maleimida. Foram consideradas três abordagens distintas para preparar estes polímeros não-lineares, nomeadamente através da utilização de (i) um monómero bisfurânico em combinação com uma trismaleimida (sistema A2+B3) e (ii) um monómero trisfurânico em conjunto com uma bismaleimida (sistema A3+B2) que originaram materiais ramificados ou reticulados, e ainda (iii) a utilização de monómeros assimetricamente substituídos do tipo A2B ou AB2 capazes de originar estruturas macromoleculares hiper-ramificadas. Todos os sistemas apresentaram valores de Tg perto de 0 °C, o que era de esperar para estes materiais não-lineares. A aplicação da reação de retro-DA comprovou mais uma vez o caráter termo-reversível das polimerizações em causa. Em quarto lugar e último lugar, foram preparados copolímeros de acetato de vinilo (VAc) com monómeros derivados de óleo de girassol (Capítulo VI). Ésteres vinílicos de ácidos gordos (FAVE) foram sintetizados por transvinilação dos ácidos oleico e linoleico com VAc catalisada por um complexo de irídio. Os monómeros vinílicos preparados foram caracterizados e posteriormente homopolimerizados e copolimerizados com VAc através do uso dos grupos vinílicos terminais como função inicial de polimerização. A variação do tipo e quantidade de monómero FAVE e da quantidade de iniciador radicalar originou copolímeros de VAc com valores de Mn na gama de 1.2-3.0 kDa e valores de Tg de -5 a 16 °C. Os copolímeros foram avaliados em testes de cura oxidativa através das insaturações nas suas cadeias alifáticas para formar materiais reticulados, e os resultados sugerem que eles podem ser sistemas efetivos de cura para aplicações como tintas, vernizes e outros tipos de revestimento. Todos os materiais poliméricos preparados ao longo deste trabalho constituem contribuições atrativas para a área dos polímeros oriundos de recursos renováveis e representam uma prova indiscutível de que os óleos vegetais são percursores promissores de materiais macromoleculares com potenciais aplicações.

Soluções para a construção de habitação em adobe a custos controlados

Dados recentes mostram que o desmatamento da caatinga, um dos principais biomas brasileiros, está atingindo níveis alarmantes, principalmente devido a sua vulnerabilidade e forte tendência à desertificação. Entre os dez municípios brasileiros que mais desmataram a caatinga, segundo o Ministério do Meio Ambiente, quatro se encontram no Ceará. Estudos mostram que entre as principais causas do desmatamento está o uso da mata nativa para lenha e carvão, sobretudo para a queima de tijolos em olarias clandestinas. Procurando estudar a questão da aplicabilidade de construções sustentáveis no Nordeste Brasileiro, o presente trabalho faz um levantamento detalhado sobre construções em terra crua (adobe) na região, em especial no Estado que mais contribuiu com o desmatamento. Em assim sendo, realizou-se uma extensa pesquisa aos acervos públicos e oito expedições rodoviárias, entre 2009 e 2011, e totalizando cerca de 7.000 km rodados, às regiões norte e nordeste do Estado do Ceará. Foram coletadas amostras de terra e de adobe para ensaios nos laboratórios da Universidade Federal do Ceará (UFC) e feita ampla documentação fotográfica com aplicação de questionários em 14localidades. Foram levantados dados de vários aspectos relevantes para a pesquisa, quais sejam: composição da terra, granulometria, processos de secagem do adobe, resistência mecânica à compressão, além de aspectos ligados ao detalhamento do revestimento, traço de rebocos e detalhes de fundação. A análise dos dados coletados permitiu compreender a construção em adobe na região, no seu contexto cultural. Esta pesquisa pode ajudar na manutenção de um sistema construtivo ambiental, cultural e economicamente sustentável, através da busca por um caminho de reavaliação das possibilidades de adaptações técnicas à casa típica do semiárido cearense.