Fotocatálise heterogênea de enterococcus faecalis e pseudomonas aeruginosa desencadeada pela ação da luz UV e branca em espátulas com revestimento de nanopartículas TiO2 e Ag

Nanotechnology, the science of minuscule, has developed products which are able t o manipulate atoms and molecules that could be applied in the sterilization process of dental instruments. Objetives: The objective of the present study was to evaluate the self-cleaning action of TiO2 and Ag nanoparticles coating on dental instruments by the photocataliys process under UV and visible light irradiation. Material and method: Microbiologic tests were done using dental cement spatulas coated with TiO2 and Ag nanoparticles (one or three layers), and contaminated with 10 mcrl of Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis, respectively. After contamination, they were exposed to ultraviolet light and visible light for 120 minutes. Next, they were transferred to and stored in test tubes with BHI (Brain Heart Infusion) and incubated in 35 to 37 °C. Checking times for bacterial growth and for control and retrieval tests were done at: 24, 48, 72 and 96 hours. Result: The Pseudomonas aeruginosa was inactive after 120 minutes of ultraviolet light irradiation, thus confirming the heterogeneous photocatalytic activity of TiO2 and Ag. The Pseudomonas aeruginosa was not inactivated under visible light irradiation and the Enterococcus faecalis was not inactivated under UV and visible light irradiation of the dental cement spatulas coated with TiO2 and Ag nanoparticles in the readings to 96 hours, showing bacterial growth. Conclusion: There were no influence of one or three layers of TiO2 and Ag nanoparticles coating of the spatulas in the results. The heterogeneous photocatalysis activity of TiO2 and Ag under UV light irradiation was confirmed for Pseudomonas aeruginosa but not under visible light. Enterococcus faecalis did not confirmed the photocatalytics activity of TiO2 and Ag under UV light irradiation and visible lights irradiation.

Avaliação da biocompatibilidade e da propriedade bactericida de nanotubos de dióxido de titânio impregnados com lectina e nanopartículas de prata para aplicações biomédicas

O titânio e suas ligas são os materiais mais comumente utilizados na substituição de tecidos duros por possuírem resistência mecânica, biocompatibilidade, resistência à corrosão e fácil manipulação. Embora o titânio possua várias vantagens sobre outros biomateriais, seu uso em longo prazo pode ocasionar problemas de rejeição. A modificação da superfície do titânio a fim de criar microrrugosidades é uma estratégia efetiva para melhorar a adesão e proliferação celular sobre implantes. Quando um implante danifica ou invade as barreiras epitelial e das mucosas, pode servir como reservatório para microrganismos e desta forma predispor à infecção. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi modificar a superfície do titânio, utilizando nanopartículas de prata (Ag) e lectina, a fim de melhorar a sua biocompatibilidade e conferir propriedades antimicrobianas a este material. O racional por trás destas mudanças é que a criação de uma topografia em nanoescala pode contribuir para mimetizar o ambiente celular melhorando a osseointegração e diminuindo o risco de infecção. Em nosso estudo, nanotubos de dióxido de titânio (NTs-TiO2) com estrutura bem distribuída e organizada, com diâmetro em torno de 70–80nm, foram sintetizados por anodização eletroquímica e decorados com nanopartículas de Ag usando a técnica de layer-by-layer (LbL), enquanto a lectina do peixe Oreochromis niloticus (OniL) foi incorporada aos NTs-TiO2 por spin coating. Estas amostras foram caracterizadas e avaliadas quanto a sua citotoxidade, adesão celular, potencial osteogênico e atividade bactericida. Nossos resultados mostraram que tanto as nanopartículas de Ag, como a Onil foram incorporadas com sucesso à superfície dos NTs-TiO2. Entretanto nossas preparações de LbL não foram capazes de melhorar a biocompatibilidade ou inibir o crescimento de bactérias nos NTs-TiO2. Por outro lado, a funcionalização dos NTs-TiO2 com a OniL induziu eficientemente a adesão e proliferação dos osteoblastos. Nossos resultados apontam para o uso da lectina OniL para melhorar a qualidade dos implantes de NT-TiO2 existentes.

Desinfecção de águas pelo processo fotocatalítico utilizando eletrodos térmicos de dióxido de titânio para inativação de Escherichia coli e Staphylococcus aureus

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Estudo teórico da redução fotocatalítica do gás carbônico a metanol utilizando dióxido de titânio

O aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE) de fontes antropogênicas tem sido visto como uma das principais contribuições para o aquecimento global, ameaçando a vida no planeta. O dióxido de carbono (CO2) é um dos principais GEE e suas fontes geradoras estão relacionadas a processos essenciais à sociedade, como a produção de energia, produtos diversos e transporte. A conversão do CO2 parece ser uma alternativa promissora para reduzir a emissão deste gás na atmosfera. De particular interesse para este estudo, a fotorredução do CO2 a metanol pode contribuir para mitigar o problema dos GEE, gerando um importante insumo da indústria química. Assim, este estudo tem por objetivo utilizar cálculos quanto-mecânicos, como a Teoria do Funcional Densidade, para investigar um caminho para a reação de redução do CO2. A reação de redução do CO2 à ácido fórmico, formaldeído e metanol foi estudada sem a interação com o catalisador e na presença de dióxido de titânio como catalisador. Foi realizada uma comparação de cálculos em diferentes níveis teóricos e diferentes bases, com dados experimentais. Para os cálculos envolvendo o TiO2, foi utilizado o nível B3LYP/6-31G(d,p). Frequências vibracionais também foram calculadas para cada etapa, permitindo a identificação de possíveis estados de transição e estimativa de barreiras de reação (energia potencial). Cálculos de coordenada intrínseca de reação (IRC) foram empregados para confirmar que os estados de transição encontrados, estão relacionados a cada etapa estudada. A comparação da redução do dióxido de carbono a ácido fórmico, com e sem catalisador, mostrou que a presença do dióxido de titânio reduziu em mais de 25,0% a barreira reacional desta etapa

Separação caulinita-dióxido de titânio por floculação seletiva : mecanismo, seletividade e aplicação no cualim do Rio Jari (AP)

No presente trabalho, é investigado um método alternativo para remover as impurezas coloridas contidas no caulim ultrafino do Rio Jari (AP), mediante a adsorção seletiva com polímeros aquosolúveis. Apesar desse método (floculação seletiva) ser considerado inovador no tratamento de minérios ultrafinos, problemas como a alta sensibilidade do meio e o baixo rendimento, freqüentemente comprometem a sua aplicação em sistemas naturais. Nesse contexto, o presente trabalho enfatiza questões envolvendo a seletividade do processo, bem como os mecanismos e os fenômenos envolvidos na adsorção seletiva de uma das fases minerais, A caracterização do minério define o tipo de contaminante (anatásio) e as suas relações de contato com a caulinita (ausência de adesão física). Tal informação é útil na avaliação do rendimento ativo do processo. A eficiência na remoção do anatásio, frente ao ambiente específico do meio e em combinação com a intensidade de carga aniônica do polímero floculante, define a condição mais favorável em termos de adsorção e seletividade. Tal condição prevê a utilização de poliacrilamidas fracamente aniônicas em meio alcalino (pH = 10). o aumento da concentração de hexametafosfato-Na (dispersante de atividade eletrostática) provoca uma redução nos níveis de adsorção da caulinita, pelo aumento da sua carga superficial. A seletividade do processo atinge o seu nível máximo com a adição de poliacrilato-Na (dispersante que combina a atividade eletrostática com o efeito estérico). Nessas condições, remoções consideráveis de anatásio são obtidas, fazendo com que o teor de Ti02 contido no caulim caia de 1,3% para 0,2% e com que a recuperação permaneça em níveis satisfatórios (57%). o nível de adição química do meio também condiciona o grau de consistência dos flocos gerados, aumentando a cinética de sedimentação. Nos ambientes considerados altamente seletivos, a sedimentação dos flocos chega a atingir uma velocidade de 18 mm/minuto em polpa com 30% de sólidos.

Obtenção e caracterização físico-química de blendas poliméricas, baseadas em POE e PMMA, dopadas com dióxido de titânio

The study of polymer blends has been an alternative method in the search field of new materials for obtaining materials with improved properties. In this work blends of poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(ethylene oxide) (PEO) doped with titanium dioxide (TiO2) were studied. The PEO is a polymer semicrystalline structure varying between, 70 and 84% crystallinity, while the PMMA exhibits behavior amorphous in their structure. The use of TiO2 is related to corrosion-resistant of titanium as well as good heat transfer and other characteristics. The study of these polymer blends doped TiO2 gives the properties junction organic (polymer) and inorganic (oxide) which leads to modification of the properties of the resultant material. The blends were doped TiO2 (POE/PMMA/TiO2) in different proportions of the PMMA with the PEO and TiO2 fixed. The ratios were: 90/10/0,1; 85/15/0, 1; 80/20/0,1, 75/25/0,1 and 70/30/0,1. The resulting material was obtained in powder form and being characterized by Fourier Transformed Infrared (FTIR) Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The infrared spectra (IR) for the blends in different ratios showed a band at 1744 cm-1, characteristic of the C=O stretching, which increases in intensity with increasing PMMA composition, while in the spectrum of pure PEO this band is absent. This may suggest that the interaction is occurring between the polymers. In the micrographs of the blends also observed change in their surfaces with variation of the composition of PMMA, contributing to the change of the electrical properties of the material. The EIS data showed that the material exhibited conductivity of the order of 10-6 S.cm-1. The blend in the ratio B2(85/15/0, 1) showed better conductivity, σ = 1.56 x 10-6 S.cm-1. It was observed that the diffusion coefficient for the blends, B5(70/30/0, 1) was the largest, 1.07 x 10-6 m2.s-1. The XRD data showing that, with the variation in the composition of the PMMA blend crystallinity of the material is decreased reaching a minimum B3(80/20/0,1), and then increases again. Thermal analysis suggests that blends made from the material obtained can be applied at room temperature

Obtenção e caracterização do sistema compósito alginato de sódio-dióxido de titânio em formas de pó e de membrana

The alginates are copolymers of 1→4-linked β-D-mannuronic acid (M) and α-Lguluronic acid (G) residues that are arranjed in a block structure along a linear chain. Titanium dioxide, TiO2, is a ceramic material and can exist in three distinct crystallography forms: anatase, brookite and rutile. composites of organic and inorganic materials have better properties than the components alone. Thus, this study aims to synthesize, characterize and analyze the composite NaAlg-TiO2 in the form of powder and film. The synthesis of composite powders was performed using the sol-gel process and obtain the composite film was performed using the slow evaporation process, then the composites were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence x ray, thermal analysis, attenuated total reflection (ATR), x ray diffraction and impedance spectroscopy. The X ray diffraction patterns of composite powders show that with increasing calcination temperature, there were no complete transition of rutile-anatase crystalline phase, since at all temperatures studied (300, 500, 700, 900 and 1100ºC) were observed peaks of anatase phase. Thermal analysis shows that at 400°C caused the decomposition of sodium alginate in sodium carbonate and above 600°C, we observe an exothermic peak related to the decomposition of sodium carbonate and in the presence of titanium dioxide becomes sodium titanate. The XRD results confirm the formation of sodium carbonate at 700ºC and the formation sodium titanate in the temperature range 900-1100ºC. The sodium titanate influenced the electrical properties of the material, because with increasing temperature there was a decrease in conductivity, probably due to the creation of Ti vacancies, since the sodium can induce the reduction of surface Ti4+ ions into Ti3+ species. The infrared spectra of the composites in the form of powder and film showed a small shift in the bands compared to the spectrum of pure alginate, indicating that these shifts, even small ones, have evidence of miscibility between the polymer and ceramic material

Avaliação da atividade fotocatalítica sobre a inativação de Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Saccharomyces cerevisiae utilizando dióxido de titânio, para aplicação em desinfecção de águas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo e desenvolvimento de cerâmicas porosas de dióxido de titânio aditivadas com proteínas de soja

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Propriedades físicas e mecânicas de um cimento de ionômero de vidro após a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Fotocatalisadores a base de dióxido de titânio modificados com nióbio para redução de gás carbônico a metanol

Pós-graduação em Química - IQ

Desenvolvimento e caracterização de formulação cosmética contendo nanopartículas de dióxido de titânio para proteção solar

O protetor solar é um produto extremamente importante para proteger a pele da radiação ultravioleta proveniente do sol e capaz de reduzir a incidência de câncer de pele. Os filtros solares são divididos em orgânicos e inorgânicos e, dentre os inorgânicos, se encontra o TiO2 que atua refletindo, espalhando e absorvendo as radiações UV, além de ser fotoestável e de baixo potencial de irritabilidade dérmica. Neste trabalho foram desenvolvidas formulações cosméticas em forma de gel contendo nanopartículas de dióxido de titânio capazes de agir como fotoprotetores físicos e que mantem a transparência ao serem aplicados sobre uma superfície, como a pele. Foram desenvolvidos xerogéis a base de nanopartículas de TiO2 com tamanho e superfície controlados. A partir dessas nanopartículas foi possível preparar formulações cosméticas contendo nanopartículas redispersas de xerogéis a base de TiO2. Esses sistemas foram avaliados por testes de citotoxicidade e foi obtido um resultado favorável para a continuidade da pesquisa, sugerindo o uso deste material em humanos sem causar danos. Foram feitas as caracterizações físico químicas e estruturais. A análise de FPS indicou amplo espectro da formulação, o potencial zeta mostrou que é possível evitar aglomerações das nanopartículas em pHs utilizados para formulações tópicas, a reologia demonstrou que as formulações apresentam comportamento de recuperação da consistência e organização do material inicial após seu desarranjo durante o cisalhamento. As caracterizações serviram para obter um conhecimento da estrutura química e física das amostras que contém as nanopartículas de dióxido de titânio, para que seja possível fazer uma análise crítica e melhor qualificar o protetor solar desenvolvido.

Obtenção e caracterização de suporte de regeneração óssea de dióxido de titânio

Due to complications caused by metallic implants in the replacement of bone tissue, the biological application of ceramics raised and became a viable alternative. The titania has the ability to promote bone tissue regeneration based on its structure, mechanical and biologically properties compatibility. The present work aims at obtaining and characterization of Titania (TiO2) porous ceramics produced by the polymeric sponge method (replica method). Polyurethane sponge with 10 ppi and 15 ppi (pores per linear inch) were used. The process differentiation is the air blower used to remove excess slurry. The ceramics sponges were dried in an oven, then pre-sintered at 1000 o C and sintered at 1450 o C. The effect of direct sintering at 1450 o C was also assessed. The percentage of solids used to prepare the slurry was 40 to 45% by weight. To increase the surface porosity of the sponge, 20% of starch was added. There was difficulty on controlling the thickness of the slurry layers on the sponge which resulted in the variation of samples mechanical resistance. Despite this, the results obtained are quite promising for the proposed use, indicating that it is possible to obtain titania sponges with an apparent porosity of around 60%, a bulk density ranging from 40 to 47% and a compressive strength resistance – that with better control of layers depositions – can vary from 1 to 4 MPa

Desenvolvimento de formulações multifuncionais líquido cristalinas contendo nanopartículas de dióxido de titânio e alfa-tocoferol

A destruição da camada de ozônio resulta em um preocupante aumento na incidência de radiação ultravioleta (UV) na superfície da Terra, radiação esta, responsável pela ocorrência de danos na pele e pelo aparecimento do câncer de pele, tipo mais comum de câncer. Assim, neste trabalho foram desenvolvidos sistemas líquido-cristalinos multifuncionais contendo nanopartículas de dióxido de titânio, cuja propriedade fotoprotetora é bem conhecida, e alfa-tocoferol, um composto com ação antioxidante. Com isso, pretendeu-se desenvolver uma formulação que atue como protetor solar inorgânico, bloqueando a radiação UV e impedindo sua penetração que pode causar sérios danos à pele, além de conter o alfa-tocoferol que interage com os radicais livres, diminuindo os danos causados por estes. Para tanto, inicialmente foram preparadas formulações baseadas em dois diagramas de fases, as amostras que apresentaram separação de fase foram excluídas do trabalho, e as outras foram submetidas à análise de microscopia de luz polarizadas. Através da microscopia de luz polarizada foi possível concluir que a estrutura líquido-cristalina é mantida com a incorporação dos ativos no sistema, o que posteriormente foi confirmado com a análise por SAXS. A análise do potencial zeta permitiu verificar que na faixa de pH entre 5 e 7, indicada para produtos de uso tópico, é possível evitar aglomeração das partículas, e com isso obter um visual transparente do produto. A avaliação do comportamento possibilitou concluir que todas as amostras apresentaram uma consistência ideal para aplicação do produto na pele

Estudo do comportamento térmico e reológico de amidos na conformação cerâmica de compostos multicamada com alumina, titanato de alumínio e dióxido de titânio

The project aims to develop ceramic compounds with gradients of the mechanical properties, using the molding technique with commercial starches. To understand the process of interaction between starch and ceramic powders, the proposed methodology involves viscometry tests (up to 200 °C). Viscometric assays were carried out with slurries of alumina, titania and aluminum titanate with potato starch, cassava and corn. The specimens were tested for dilatometry, thermomechanical, thermal shock, mechanical and characterization by SEM. The ceramic powders and starches were analyzed using the optical microscope to measure the size of these. It was made of th kinetics of starch gelatinization and titania with the cornstarch in theoptical microscope to observe how the grains of starch behaved in welling