NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Incorporação de nanopartículas em poliésteres de base natural

Palavras-chave: Compósitos,Nanopartículas,Poliésteres,Biopolímeros,Poliéster insaturado,Composites,Nanoparticles,Polyesters,Biopolymers,Unsaturated Polyester

O principal objetivo deste trabalho prende-se com o melhoramento das propriedades de resinas de poliésteres insaturados (UPRs) através da incorporação de nanopartículas. Foram desenvolvidas UPRs a partir de poliésteres insaturados (UPs) sintetizados com monómeros de origem renovável e, tendo-se substituído parcialmente o estireno por reticulantes de base natural (RBN), preparados ao longo do trabalho. Diferentes nanopartículas (nanoargila (MMT), nanosílica (NS) e carbonato de cálcio nanoprecipitado (NPCC)) foram depois adicionadas às UPRs e a sua influência nas propriedades termomecânicas das mesmas foi avaliada. Os UPs e os RBN foram caracterizados quimicamente (FTIR, 1H RMN) e termicamente (TGA, DSC, DMTA). Relativamente aos nanocompósitos, estes foram caracterizados em termos de teor em gel e propriedades termomecânicas, avaliadas por análise dinâmica termomecânica (DMTA). Os resultados da análise química mostraram que tanto os UPs como os RBN foram sintetizados com sucesso. Nos UPs, verificou-se que a alteração de um dos monómeros na formulação não afeta significativamente a sua estabilidade térmica e observou-se que estes são estáveis até cerca de 200ºC. Para os RBN, verificou-se a sua estabilidade térmica até valores entre os 150 e os 170ºC. No desenvolvimento dos nanocompósitos sem RBN, constatou-se que a incorporação dos aditivos nanométricos não adicionou mudanças significativas às suas propriedades termomecânicas, sendo a Tg da UPR1 e respetivos nanocompósitos de 100ºC e da UPR2 e respetivos nanocompósitos de 60ºC. Quanto aos nanocompósitos desenvolvidos com os RBN, verificou-se um aumento no valor da Tg com a adição das nanopartículas. Relativamente ao módulo de elasticidade, no geral, observou-se que a incorporação das nanopartículas aumentou a elasticidade dos nanocompósitos. Verificou-se que os nanocompósitos desenvolvidos com o poliéster UPT1 foram os que apresentaram melhores propriedades termomecânicas. Em relação às nanopartículas incorporadas, devido à semelhança de resultados não foi possível concluir qual a que induz melhores propriedades aos poliésteres em estudo.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Preparação de um sistema de libertação controlada de um fármaco para aplicação em oftalmologia

Palavras-chave: Oftalmologia,Quitosano,Ácido lático,Dexametasona,Nanopartículas,Libertação controlada de fármacos,Ophthalmology,Chitosan,Lactic acid,Dexamethasone,Nanoparticles,Controlled drug release.

A administração oftálmica de fármacos é maioritariamente realizada na forma de colírios. Estes sistemas são ineficientes pois requerem aplicações frequentes, conduzem a perdas significativas de fármaco (cerca de 95%) e podem causar efeitos secundários. Para aumentar a eficiência e reduzir os efeitos secundários, tem-se procurado desenvolver sistemas de libertação controlada de fármacos sob a forma de lentes de contacto ou inserções oculares, ambas carregadas com fármaco. Estes sistemas apresentam-se promissores, uma vez que o tempo de contacto com o olho é prolongado e a perda de fármaco é minimizada. Neste trabalho, foram preparados várias membranas de base quitosano, tendo sido selecionadas duas delas para o desenvolvimento de sistemas de libertação controlada de um fármaco: membranas de quitosano/poli(álcool vinílico) reticuladas com glioxal (CS/PVA) e membranas de quitosano modificado com ácido lático e de PVA, reticuladas com glioxal(CSLA/ PVA). Estas membranas foram caracterizadas por refratometria, goniometria de ângulos de contacto, transmitância e análise termomecânica dinâmica (DMTA). Os resultados da caracterização demonstraram que a membrana de CS/PVA reticulada com glioxal foi a que apresentou propriedades mais adequadas à sua utilização como lente de contacto. Nelas foi incorporado o fármaco anti-inflamatório 21-fosfato dissódico de dexametasona, por oclusão e por soaking. Quando o fármaco foi incorporado por oclusão, os resultados mostraram que equilíbrio foi atingido mais cedo para a membrana de CS-LA/PVA do que para a membrana de CS/PVA, libertando esta última mais fármaco. Já na incorporação por soaking, a libertação foi igualmente rápida mas as membranas de CS/PVA e de CS-LA/PVA apresentaram um perfil de libertação semelhante. Adicionalmente, prepararam-se nanopartículas de quitosano-poli(ácido acrílico) (CS/PAA) e micropartículas de silicone, adicionando-as às membranas de CS/PVA reticuladas com glioxal durante a sua preparação. Determinou-se o tamanho das partículas e a sua morfologia e estudou-se a libertação de duas formas do fármaco. Para o sistema contendo micropartículas de silicone foi estudada a libertação de dexametasona, enquanto que para o sistema com nanopartículas de CS/PAA fez-se uso de 21-fosfato dissódico de dexametasona. A libertação de fármaco a partir da membrana com micropartículas de silicone apresentou um perfil muito irregular na fase inicial. A membrana com nanopartículas de CS/PAA, com fármaco incorporado por oclusão, apresentou um perfil com duas libertações, enquanto que na membrana com fármaco incorporado por soaking e ocluso nas nanopartículas, o perfil obtido apresentou uma libertação mais lenta e uma maior quantidade de fármaco libertada em relação à membrana de CS/PVA sem partículas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise e otimização do processo de lavagem de uma central de engarrafamento de bebidas

Palavras-chave: Água,descalcificação,precipitação química,permuta iónica,indústria alimentar,Water,softening,chemical precipitation,ion exchange,food industry.

No âmbito da unidade curricular Dissertação do Mestrado Integrado em Engenharia Química da Universidade de Coimbra surgiu a possibilidade de realizar esta tese na empresa Goanvi - Central de Engarrafamento de Bebidas, tendo sido adotado o tema: “Análise e Otimização do Processo de Lavagem de uma Central de Engarrafamento de Bebidas”. Mais concretamente, o trabalho envolveu o estudo da remoção da dureza da água através de processos de precipitação química e permuta iónica, bem como a análise económica referente ao consumo de produtos de higienização nesta empresa. O estudo do processo de precipitação química envolveu a análise do efeito da quantidade de Ca(OH)2 adicionado às amostras de água assim como o efeito da adição de coagulante. No processo de permuta iónica realizou-se um estudo de equilíbrio e da cinética do processo em batch, utilizando a resina catiónica Amberlite IR-120 Na+. A operação em leito fixo e a etapa de regeneração em batch foram também estudadas. Os resultados experimentais indicaram que o método de precipitação química permite obter água com dureza de 100 mg L-1 de CaCO3 e que a adição de coagulante não tem influência significativa neste processo na quantidade testada (1% mol da quantidade de Ca(HCO3)2). Quanto ao processo de permuta iónica, os resultados obtidos permitiram concluir que a razão líquido-sólido (v/m) ótima foi de 200. Os modelos de equilíbrio que representaram melhor o processo de permuta iónica foram o modelo de Langmuir para T=20ºC, obtendo-se uma capacidade total de permuta iónica de 416,67 mg g-1 de resina seca, e o modelo de Temkin para T=30ºC. Relativamente aos modelos cinéticos, o que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o modelo de pseudo-primeira ordem. Assim, concluiu-se que a superfície da resina é homogénea e que o processo de permuta iónica é reversível, sendo a sua cinética diretamente proporcional à capacidade do sólido. O estudo da etapa de regeneração permitiu verificar que é possível reutilizar a resina estudada. No que diz respeito à operação em leito fixo, os resultados experimentais indicaram que o tempo estequiométrico foi atingido aos 153 minutos e que a resina ficou saturada aos 259 minutos, devendo o processo ser interrompido aos 65 minutos. O amaciamento da água permitirá uma redução de custos em relação ao plano de higienização da Goanvi que é atualmente praticado. O reaproveitamento das águas de enxaguamento bem como do Nifos 10 (descalcificante) presente nestas é uma mais-valia quer ao nível da redução de custos quer ao nível ambiental. Face aos resultados alcançados, pode-se concluir que o processo de permuta iónica é o mais promissor ao nível de redução da dureza da água uma vez que dos processos estudados é o mais eficiente.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise da Problemática das Emissões de Formaldeído a partir do Aglomerado de Partículas de Madeira

Palavras-chave: aglomerado de partículas de madeira,emissões gasosas,formaldeído,qualidade do ar, resinas UF,Formaldehyde,gaseous emissions,indoor air quality,particleboard,UF resins

O aglomerado de partículas de madeira é um produto com vasta aplicação nas indústrias da construção civil e do fabrico de mobiliário, porque possui algumas vantagens sobre a utilização direta da madeira, nomeadamente menor custo e aumento de eficiência da exploração florestal. De facto, a utilização de reciclados de madeira como matéria-prima confere a este produto uma pegada ecológica bastante favorável. Contudo, durante a produção de aglomerado, são utilizados agentes adesivos para promover a ligação das partículas de madeira umas às outras, sendo os mais utilizados as resinas sintéticas à base de formaldeído, nomeadamente resinas ureia-formaldeído (UF), melamina-ureiaformaldeído (MUF) e fenol-formaldeído (PF). Consequentemente, as placas de aglomerado quando transformadas e aplicadas em habitações podem emitir formaldeído livre que não reagiu durante a produção e ficou dissolvido na humidade das placas ou retido na sua estrutura, e formaldeído resultante de um processo de hidrólise lenta. Por outro lado, a consciencialização pública dos riscos associados à exposição a ar não saudável tem aumentado e, apesar da Organização Mundial de Saúde manter o limiar de curta e longa duração de exposição ao formaldeído em 0,1 mg/m3, várias organizações pressionam a nível internacional ou de Estado, no sentido de serem definidos valores guia mais exigentes. Neste contexto, foram objetivos desta dissertação analisar o comportamento das várias classes normalizadas de aglomerado em relação às emissões de formaldeído e reunir estudos científicos que apontem novos caminhos para a produção de aglomerado com emissões de formaldeído idênticas às da madeira. A metodologia utilizada consistiu na pesquisa de publicações científicas e na análise comparativa dos pontos fortes, pontos fracos, oportunidades e ameaças (SWOT) associadas aos adesivos utilizados industrialmente e às hipóteses investigadas. Concluiu-se que as novas abordagens para reduzir o nível de emissões de formaldeído das placas não podem restringir-se à redução da razão molar do formaldeído, durante o fabrico das resinas. Outras alternativas devem ser testadas, tais como a adição de captadores de formaldeído, a combinação de resinas à base de formaldeído com outros adesivos sintéticos e a utilização de resinas naturais. Estas opções devem sempre ser complementadas por alteração das variáveis do processo de fabrico do aglomerado.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Recuperação de metais pesados de efluentes industriais por resinas de permuta iónica impregnadas com líquidos iónicos

Palavras-chave: Crómio trivalente,Cádmio,Líquidos iónicos de imidazólio,Amberlite XAD4,Cyanex 272,Trivalent cromium,Cadmium,Imidizolium ionic liquid,Amberlte XAD4,Cyanex 272.

Atualmente políticas ambientais cada vez mais restritivas obrigam ao desenvolvimento de sistemas de remoção de metais pesados cada vez mais eficientes. Os líquidos iónicos (ILs) são uma nova classe de solventes que oferecem oportunidades únicas como alternativas ambientalmente sustentáveis aos processos químicos tradicionais no tratamento de efluentes industriais. O presente trabalho investiga a adsorção de iões de Cr (III) e Cd (II) usando a resina Amberlite XAD-7 impregnada com os líquidos iónicos (ILs) butilmetilimidazólio tetrafluoroborato (Bmim BF4) e butilmetilimidazólio hexafluorofosfato (Bmim PF6), bem como com a mistura dos ILs + agente extratante comercial (Cyanex 272). Foi estudada a influência de vários parâmetros operatórios (pH, quantidade de resina, concentração inicial dos metais, tempo de contato e temperatura) que influenciam a capacidade de adsorção da resina XAD-4 com o IL e a resina XAD-4 com IL+ Cyanex 272, na remoção de iões de crómio e cádmio em soluções aquosas. A impregnação dos ILs e do Cyanex na resina Amberlite XAD-4 foi confirmada qualitativamente pelas técnicas de FTIR e microscopia eletrónica de varrimento (SEM). No estudo da resina impregnada com IL Bmim BF4 + Cyanex 272 verificou-se ser a mais eficiente na extração de crómio, a pH 5. Na extração de cádmio foi estudado principalmente o IL Bmim BF4, pois apresenta melhores eficiências de extração que o IL Bmim PF6. Os resultados mostraram que o equilíbrio de adsorção no sistemas Cd (II)/Amberlite XAD-4 Bmim BF4 foi atingido entre 40 e 60 min. O modelo cinético de pseudo segunda ordem é o que descreve melhor a cinética de adsorção. As isotérmicas de adsorção de Langmuir mostram que a capacidade máxima de adsorção para o sistema Cr (III)/Amberlite XAD-4 Bmim BF4 + Cyanex foi de 8.8 mg/g a 50°C; para o sistema Cd (II)/Amberlite XAD-4 Bmim BF4 foi de 28.3 mg/g a 25°C; e para o sistema Cd (II)/Amberlite XAD-4 Bmim BF4 + Cyanex foi de 44 mg/g a 25°C. Estudos termodinâmicos permitiram concluir que a adsorção de crómio pela resina impregnada é de natureza endotérmica, já a adsorção de cádmio é de natureza exotérmica.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Preparação de micro-esferas de quitosano para imobilização de fármacos

Palavras-chave: quitosano,gelatina,genipin,microparticles,drug delivery,chitosan,gelatin,genipin,microparticulas,entrega de fármacos

dos fármacos existentes para o tratamento de certas doenças, como o cancro, não conseguem, em muitos casos, alcançar o alvo a que se destinam em quantidades viáveis, sendo distribuídos por diversos tecidos ou órgãos que não fazem parte do caminho patológico, podendo provocar graves efeitos secundários. Para contornar este problema, utilizam-se sistemas de libertação controlada de fármacos, muitas vezes constituídos por microsferas de polímeros naturais, como o quitosano e a gelatina, amplamente utilizados em aplicações farmacêuticas devido às suas propriedades. Estes são biodegradáveis, biocompatíveis e não tóxicos. Nesta Dissertação, pretendeu-se desenvolver microsferas de quitosano e gelatina reticuladas com genipin para incorporação de um fármaco anticancerígeno, o 5-Fluorouracil. O método usado para a produção das partículas foi uma emulsão água-em-óleo com reticulação química, onde se variou a relação entre as concentrações mássicas de quitosano e gelatina. Inicialmente, foram realizados cinco ensaios, onde se destacaram três tipos de microsferas: de quitosano e gelatina em proprorções mássicas iguais, de quitosano e gelatina na proporção mássica 3:1, e as de quitosano. Estas foram usadas para avaliação do efeito da razão quitosano/gelatina na morfologia, e nos perfis de libertação de fármaco. Em termos de morfologia, os três tipos de microsferas foram observados ao microscópio óptico e as suas fotografias analisadas pelo software de análise de imagem Image J. Este permitiu obter valores para área projectada (de onde se retirou o diâmetro equivalente), circularidade e roundness. Observou-se um diâmetro equivalente médio de 14 μm para as microsferas de quitosano e de quitosano e gelatina na proporção mássica de 1:1, enquanto para as microsferas de quitosano e gelatina na proporção mássica de 3:1 este foi de cerca de 6 μm. A esfericidade das microsferas preparadas nos três ensaios foi confirmada pelos valores de circularidade e roundness, que se encontraram próximos de 1. A libertação de fármaco foi feita com microsferas com o fármaco modelo 5- Fluorouracil incorporado e imersas numa solução de PBS, tendo-se medido a absorvância do sobrenadante em diversos intervalos de tempo, num espectrofotómetro UV/Visível, ao longo de vinte e quatro horas. Observou-se que as microsferas de quitosano possibilitaram uma maior incorporação de 5-Fluorouracil, cerca de 18% do valor teórico esperado, enquanto as microsferas de quitosano e gelatina na proporção de 1:1 e as de quitosano e gelatina na proporção de 3:1 permitiram a passagem de 13% e 10%, respectivamente, traduzindo a grande perda de fármaco ao longo do processo. As microsferas de quitosano e gelatina na proporção mássica de 1:1 foram aquelas que demonstraram uma libertação de fármaco mais lenta, tendo libertado 98% do fármaco ao fim de oito horas, enquanto as restantes permitiram a difusão da mesma quantidade em apenas três horas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Detectores de radiação X de baixa energia baseados em misturas de xenon e neon

Palavras-chave: Contadores de cintilação

Nesta dissertação, apresentamos um estudo do desempenho de um contador gasoso de cintilação proporcional (CGCP) com misturas de Xe-Ne como gás de enchimento na detecção de radiação X de muito baixa energia. Foi realizado um estudo experimental do rendimento de electroluminescência reduzido em Xe e em diversas misturas de Xe-Ne utilizando radiação X de 5,9 keV, tendo sido determinados os limiares de excitação e de desvio da linearidade para cada uma das misturas. Foi observado que quer o rendimento de electroluminescência reduzido, quer estes limiares decrescem com o aumento da concentração de Ne. Foi também verificada uma degradação da resolução em energia do contador com o aumento da concentração de Ne, degradação esta que se concluiu ser devida essencialmente à diminuição do rendimento de electroluminescência reduzido. Concluímos também que o melhor desempenho do CGCP se obtém quando é permitida uma ligeira ionização na região de cintilação, mais relevante à medida que a concentração de Ne aumenta na mistura. A comparação dos nossos resultados experimentais com os de uma simulação de Monte Carlo realizada no nosso Grupo permitiu-nos obter valores semi-empíricos de w e do factor de Fano para as diferentes misturas, para raios X de 5,9 keV. O desempenho do CGCP na detecção de radiação X de muito baixa energia (

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Fluorometria ocular não-invasiva : técnicas e instrumentação

Palavras-chave: Fluorescência -- cristalino,Espectómetro -- fluorescência,Fluorescência ocular endógena -- medição

Neste trabalho apresentam-se técnicas e instrumentação para medição de fluorescência ocular endógena e avaliam-se os resultados obtidos com a aplicação dessa instrumentação em medições in vitro e in vivo.  Para o estudo da fluorescência do cristalino, desenvolvemos diversa instrumentação para medir in vivo o espectro de emissão, a anisotropia da emissão de fluorescência e o tempo de vida de fluorescência endógena do cristalino. Para estudar e cartografar a fluorescência endógena da córnea, desenvolvemos um sistema de imagiologia confocal de fluorescência, por modificação de um microscópio confocal comercial. Verificámos que os cristalinos diabéticos e os saudáveis apresentam valores iguais para o comprimento de onda onde ocorre a emissão máxima de fluorescência. Definimos índices de fluorescência com potencial clínico para a discriminação precoce entre indivíduos saudáveis e diabéticos. Nas medidas de anisotropia de fluorescência, com excitação a 436 nm, observaram-se diferenças estatisticamente comprovadas entre os cristalinos diabéticos e com catarata, e os cristalinos saudáveis. Os baixos valores de anisotropia dos cristalinos saudáveis indicam a maior mobilidade dos seus fluoróforos, consequência do menor número de ligações covalentes com as proteínas do cristalino. Estas medidas podem ser empregues na detecção precoce do desenvolvimento da catarata. As medidas de tempo de vida de fluorescência do cristalino são ajustadas a um modelo de decaimento biexponencial com tempos de vida de fluorescência na gama de 1 ns a 10 ns e confirmam que os mesmos fluoróforos são responsáveis pela emissão de fluorescência em cristalinos saudáveis e diabéticos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Estudos por aniquilação de positrões de defeitos em filmes finos e induzidos por implantação de iões

Palavras-chave: Filmes finos

Os estudos apresentados neste trabalho relacionaram-se com a caracterização e quantificação de defeitos por técnicas de aniquilação do positrão. Várias outras técnicas foram também usadas para uma melhor caracterização dos sistemas usados. Estas técnicas foram aplicadas ao estudo dos defeitos produzidos durante o crescimento de filmes finos de silício e de nitreto de silício amorfos e hidrogenados e ao estudo de defeitos induzidos em silício cristalino (p-Si) e em safira pela implantação de iões de kripton de elevada energia (245 MeV). No silício amorfo hidrogenado verificou-se a existência de dois defeitos principais, dilacunas e grandes agregados de lacunas, com concentrações relativas fortemente dependentes das condições de crescimento dos filmes, tendo sido observado que o surgimento dos agregados de lacunas estava relacionado com o aparecimento de hidrogénio ligado a silício na configuração SiH2 e SiH3.  No nitreto de silício hidrogenado verificou-se que diferentes concentrações de SiH4 na mistura gasosa de SiH4 e NH3, origina o crescimento de filmes com diferentes tipos de defeitos de volume aberto assim como diferentes características da interface filme–substrato. O estudo dos efeitos da irradiação de silício e de safira com iões de kripton de elevada energia revelou a existência de um único tipo de defeito em toda a região danificada pelos iões em p-Si, enquanto que na safira foi observada a existência de dois tipos de defeitos, cujas concentrações eram dependentes da dose de implantação iónica. No p-Si o defeito apresentou um tempo de vida de 305 ps e foi associado com a presença de dilacunas neutras. No caso da safira e para doses de implantação inferiores a 1013 iões/cm2 foi identificado a presença dum defeito pontual, o centro F (complexo ), com um tempo de vida característico de 186 ps e para doses de implantação superiores a iões/cm2 foi identificado um segundo defeito, para além do centro F, com um tempo de vida de 500 ps, associado com a presença de grandes agregados de lacunas formando cavidades. Em ambos os materiais, a elevada concentração de defeitos calculada para a região próxima da superfície irradiada sugerem que processos inelásticos de perda de energia do ião devem apresentar uma considerável contribuição para a criação de defeitos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais