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.

Utilização do acetato de celulose produzido a partir da celulose extraída do caroço de manga como matriz para produção de sistemas microparticulados

Cellulose acetate produced from mango seed fibers cellulose was used as a matrix for preparation of microparticles empty and load with acetaminophen (Paracetamol) in order to evaluate the incorporation of an active agent during the formation of microparticles. The microparticles are characterized by Fourier Transformed Infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The incorporation of paracetamol can be confirmed by the change in value of glass transition temperature (Tg). The formation of microparticles spherical was observed by SEM and showed an average diameter of 1.010 and 0.950 mm for empty and load microparticles respectively.

Autoassociação de misturas dos Surfactantes Dodecanoato de Sódio (SDoD) e Decanoato de Sódio (SDeC) com o Polímero Hidrofobicamente Modificado Etil(Hidroxietil)Celulose (EHEC)

In this work, the interactions between the non-ionic polymer of ethyl(hydroxyethyl)cellulose (EHEC) and mixed anionic surfactant sodium dodecanoate (SDoD)-sodium decanoate (SDeC) in aqueous media, at pH 9.2 (20 mM borate/NaOH buffer) were investigated by electric conductivity and light transmittance measurements at 25 ºC. The parameters of the surfactant to polymer association processes such as the critical aggregation concentration and saturation of the polymer by surfactants were determined from plots of specific conductivity vs total surfactant concentration, [surfactant]tot = [SDoD] + [SDeC]. Through the results was not observed a specific link of polymer with the surfactant, implying therefore a phenomenon only cooperative association.

Hidrólise de celulose por catalisadores mesoestruturados NiO-MCM-41 e MoO3-MCM-41

This study was carried out to synthesize, characterize and evaluate the application of mesoestruturated catalysts MCM-41, 5%MoO3-MCM-41 and 5%NiO-MCM-41 in the hydrolysis of microcrystalline cellulose. XRD results indicate that the phase of mesoporous MCM-41 was obtained and that the introduction of metal oxides did not affect this mesoporous phase. About the heterogeneous hydrolysis reaction, it was observed that the increase in temperature results in a higher concentration of glucose and the catalyst 5%MoO3-MCM-41 provides the highest concentrations of glucose.

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.

Coeficientes de difusão de metais em materiais não convencionais (agarose e acetato de celulose) usados na técnica de difusão em filmes finos por gradientes de concentração

The DGT technique allows one to measure quantitatively free and labile metal species in aquatic systems. Nevertheless, for this approach, knowledge is required of the diffusion coefficients of the analytes in a diffusive layer. In this study, the diffusion coefficients of Hg(II), As(III), Mn(II), Mg(II), Cu(II), Cd(II) were determined in agarose gel and those of Ba(II), Cd(II), Cu(II), Mg(II), Mn(II) e Zn(II) in cellulose acetate membranes. These materials presented good performance and the reported results can be used as a data base for further DGT studies.

Caracterização de membranas assimétricas de acetato de celulose produzidas a partir do aproveitamento do resíduo da palha de milho para uso em ultrafiltração

Cellulose acetates (CA) with different degrees of acetylation were synthesized from cellulose extracted from corn stover. Membranes were prepared for the ultrafiltration process with pure polymers and blend form of CA utilizing a dioxane/acetone system. The membranes were characterized according to their transport properties. The blend form materials presented the best results for application in ultrafiltration experiments. M-TAC/DAC (corn stover triacetate and diacetate) and M-TAC/DAC-Rho (corn stover triacetate and Rhodia diacetate) presented rejection to egg albumin protein of 87.39% and 80.50%, respectively. Thus, MWCO of 45 kDa was determined for these materials.

Bionanocompósitos preparados por incorporação de nanocristais de celulose em polímeros biodegradáveis por meio de evaporação de solvente, automontagem ou eletrofiação

This review reports the preparation and characterization of bionanocomposites based on biodegradable polymers reinforced with cellulose nanocrystals (CNC) described in the literature. The outstanding potential of cellulose nanocrystals as reinforcement fillers of biodegradable polymers is presented with an emphasis on the solution casting process, which is an appropriate method to investigate the physico-chemical effects of the incorporation of CNC into the polymeric matrices. Besides solution casting, other small scale methods such as electrospinning and layer-by-layer are also covered.

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MEMBRANAS DE CELULOSE REGENERADA A PARTIR DA CELULOSE EXTRAÍDA DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS PARA APLICAÇÃO EM PROCESSOS DE SEPARAÇÃO

The aim of this study was to produce membranes using the adapted cuprammonium method. The cellulose utilized was obtained from recycled agroindustrial residues: sugarcane bagasse, corn stover and soybean hulls. The levels of Cu (II) ions in regenerated cellulose membranes produced with cellulose from bagasse, corn stover and soybean hulls were 0.0236 wt%, 0.0255 wt% and 0.0268 wt%, respectively. These levels were approximately 15 times lower than those observed in previous studies (0.3634 wt%). Cellular viability data show that membranes produced from bagasse cellulose do not present toxicity to the cellular cultures studied. These results demonstrate an evolution in production of regenerated cellulose membranes from agroindustrial residues mainly due to a decrease in the Cu (II) ions level, showing the possibility of application of these systems with improved membranes processing.

NANOCRISTAIS DE CELULOSE A PARTIR DE CELULOSE BACTERIANA

Bacterial cellulose produced from Gluconacetobacter xilinus was used to produce cellulose nanocrystals by sulfuric acid hydrolysis. Hydrolysis was performed with 64% sulfuric acid at 50 ºC with the hydrolysis time ranging between 5 and 90 min. The production of nanocrystals was observed to have size distributions that were dependent on hydrolysis times up to 10 min, after which time the suspensions showed distributions closer in size. Results from thermal analysis and X-ray diffraction showed that the amorphous cellulose was removed, leaving only the crystalline portion. Self-supported films were formed from the suspension of nanocrystals and had iridescence characteristics. The films were characterized by microscopy measures and specular reflectance.

Avaliação do emprego dos adsorventes: carvão ativo, chromosorb W e membrana C18 na preparação de amostras de ar para a determinação de d-aletrina em ambientes fechados

Os piretróides sintéticos são inseticidas amplamente utilizados para o controle de agentes patogênicos, desde a produção agrícola até a proteção da saúde humana, porém, apesar de suas inúmeras vantagens podem causar intoxicações em indivíduos potencialmente expostos a suas diversas apresentações. Amostras de ar foram coletadas pela geração da atmosfera padrão, onde a d-aletrina foi adsorvida em cartuchos contendo Carvão Ativo, Chromosorb W e/ou Membrana C18. As determinações das concentrações da d-aletrina foram efetuadas empregando um sistema de cromatografia gasosa. Os adsorventes Carvão ativo, Chromosorb W e Membrana C18 apresentaram adsorções de 100,8., 104,1 e 100,5%, com um desvio padrão relativo de 4,1, 7,5 e 7,9%, respectivamente. Coletou-se amostras de ar para a determinação da concentração da d-aletrina em diferentes em ambientes fechados, em diferentes dias da semana, obtendo-se níveis de concentração de d-aletrina de 3,4., 8,5 e 12,7 mig.m³, respectivamente.

Biossíntese e recentes avanços na produção de celulose bacteriana

O presente trabalho discute os recentes avanços na biossíntese e na produção de celulose bacteriana (CB) pela gram-negativa, aeróbia e aceto-ácida Gluconacetobacter. xylinus. A CB se difere de seu par vegetal, principalmente devido ao seu caráter de fibras nanométricas, contra o caráter micrométrico da vegetal, são extruídas através da parede celular de G. xylinus, com isso sua estrutura macroscópica é mecanicamente e fisicamente mais resistente, abrindo grandes oportunidades de aplicações tecnológicas e biológicas, muito além das obtidas pela celulose vegetal. O desafio atual está no aumento da produção de CB, que se debruça num maior entendimento de sua biossíntese para que seja possível uma posterior manipulação genético-bioquímica oriundas do recente avanço na biologia molecular e nos bioprocessos. São relacionados trabalhos utilizando a CB como base para produção de compósitos como também o que a está sendo feito de mais atual com este material biológico.

Desenvolvimento de Pantoea agglomerans em diversas temperaturas, pH e concentrações de carboxi-metil-celulose e o seu impacto no controle de Rosellinia necatrix

Rosellinia necatrix Prill induz a podridão branca da raiz da macieira, doença que causa severa perda em pomares localizados no sul do Brasil. O manejo da doença é principalmente preventivo e inclui o uso de porta-enxertos resistentes e a fumigação do solo. A proteção das mudas de macieiras antes do plantio com um isolado antagonista de Pantoea agglomerans foi recentemente proposto para reduzir a incidência da doença. Os objetivos desta pesquisa foram caracterizar o relacionamento entre o patógeno e a bactéria antagonista; a produção de metabólitos biológicamente ativos pelo isolado bacteriano e a sua ação sobre o patógeno; o efeito do pH, da temperatura e de carboxi-metil-celulose (CMC) sobre o crescimento do antagonista e do patógeno, isolados ou não e no controle da doença. Os resultados demonstraram que o crescimento de P. agglomerans foi maior em pH 5,5 e 6,0 e nas temperaturas de 20 °C e 30 °C. O crescimento micelial de R. necatrix foi inibido em meio de cultura e previamente colonizado pelo antagonista e com CMC nas concentrações de 0,25 e 0,5 %. A proteção das macieiras da infecção por R. necatrix foi observada quando utilizadas as concentrações de 10(7); 10(8) e 10(9) cel/mL e nas diferentes concentrações de CMC. Maior desenvolvimento radicular das macieiras foi constatado em todas as concentrações de CMC quando usada a concentração de 10(9) cel/mL. A formulação de P. agglomerans com CMC tornará possível a incorporação desta estratégia de controle ao manejo integrado da podridão branca das raízes da macieira no Sul do Brasil.

Influência dos atributos do solo sobre a qualidade da madeira de Pinus taeda para produção de celulose Kraft

Neste trabalho foram analisados os efeitos dos atributos do solo sobre a qualidade da madeira de Pinus taeda para produção de celulose Kraft, em áreas da Klabin, em Telêmaco Borba-PR. Foram estudados oito sítios com árvores de 12 anos de idade, selecionados pelo tipo de solo, textura e vegetação primária. Para caracterização dos sítios foram realizadas coletas de amostras em três horizontes, tendo sido coletadas amostras indeformadas e compostas, analisando-se as seguintes variáveis no solo: densidade global, porosidade total, macroporosidade, disponibilidade de água, fertilidade e granulometria. Selecionaram-se cinco árvores médias por sítio, nas quais foram medidos as alturas total e comercial e o DAP e retirados discos, sendo este material ensaiado quanto a densidade básica, composição química, características morfológicas dos traqueídeos e produção de celulose Kraft. Com relação às propriedades da madeira, os atributos físicos do solo demonstraram ter maior influência. De modo geral, as madeiras provenientes de sítios com texturas mais argilosas apresentaram menores valores de densidade básica; maiores teores de extrativos e lignina; menores teores de holocelulose e celulose; traqueídeos mais curtos, mais largos, com paredes mais finas e com diâmetros do lúmen maiores; e menor rendimento em celulose. A partir destes resultados, concluiu-se ser possível a previsão de propriedades da polpa através da análise das características da madeira associada às condições edáficas reinantes.