Existe uma eminente necessidade do uso mais eficiente dos recursos energéticos, diminuindo dessa forma, a dependência mundial de energia primária não renovável para garantir a sustentabilidade econômica e ambiental do planeta. Para isso, é necessário investir na utilização de fontes de energia renovável como a solar, eólica e biocombustíveis. Entretanto, um dos problemas que precisa ser enfrentado é a natureza intermitente dessas fontes com a consequente necessidade de etapas de armazenamento, nivelamento e distribuição mais eficientes, proporcionando assim, um melhor aproveitamento energético. Os supercapacitores (SCs) são dispositivos eletroquímicos de armazenamento de energia que têm se destacado por apresentarem propriedades cumulativas como alta densidade de potência, baixo peso e alta ciclabilidade. Para maximizar o nicho de aplicações, muitas estratégias que visam aumentar sua densidade de energia têm sido desenvolvidas, como por exemplo, a incorporação de espécies ativas redox aos eletrólitos como é o caso do par Ce³⁺/Ce⁴⁺. Além disso, com a crescente demanda por dispositivos eletrônicos miniaturizados, o preparo de eletrólitos poliméricos géis, amplia as aplicações práticas dos SCs, pois permite a montagem de células totalmente sólidas, flexíveis e seguras que atendem a essas características.

A seleção de material do eletrodo também é outra importante estratégia para o aumento da densidade de energia. As Redes Metalorgânicas, do inglês “Metal Organic Frameworks” (MOFs) são materiais porosos e altamente ordenados, compostos por íons metálicos conectados por ligantes orgânicos que têm sido amplamente exploradas como materiais de eletrodo para supercapacitores. A rede metalorgânica de Ce-UiO-66 apresenta características especiais como alta área superficial, estabilidade térmica e atividade redox, o que a torna um material atrativo para supercapacitores. Apesar das MOFs possuírem baixos valores de condutividade elétrica, essa limitação pode ser superada através da preparação de compósitos com materiais condutores tais como nanotubos de carbono de parede múltipla (conhecidos como MWCNT, do inglês multi-walled carbon nanotubes) e óxidos de grafeno reduzido (r-GO).

Neste trabalho, foram preparados nanocompósitos de Ce-UiO-66@MWCNT e Ce-UiO-66@r-Go para aplicação como eletrodos de supercapacitores usando o eletrólito redox de sulfato de cério IV Ce(SO₄)₂. A MOF foi caracterizada térmica, espectroscópica, textural e morfologicamente. O foco central da pesquisa foi direcionado à construção e caracterização de um supercapacitor assimétrico híbrido (SCH) de estado sólido, destacando suas notáveis propriedades eletroquímicas. Este dispositivo revelou uma expressiva capacitância de 152,1 F g^-1 em uma ampla faixa de potencial de -0,30 a +1,42, operando sob densidade de corrente de 5 A g^-1. Além disso, apresentou uma baixa resistência série equivalente (RSE) de 0,16 Ω, evidenciando sua eficiência. O SCH também demonstrou uma densidade de energia máxima de 41,8 W h kg^-1 a 5 A g^-1, juntamente com uma densidade de potência notável de 8566 W kg^-1 a 25 A g^-1. Vale ressaltar o aumento consistente de 13% na eficiência energética ao longo de 10.000 ciclos, indicando um potencial promissor para melhorias contínuas. Esses resultados destacam a notável capacidade do supercapacitor em armazenar e liberar energia de forma rápida e eficiente, além das eficiências coulômbicas superiores a 94%, enfatizando sua alta capacidade de transferência de carga. Este estudo oferece perspectivas valiosas para o desenvolvimento e aprimoramento de supercapacitores destinados a aplicações avançadas em armazenamento de energia.

Neste trabalho g-C₃N₄ (CN) foi testado como retardante de fogo, para aplicação em incêndios florestais. Para isso, CN foi sintetizado pelo método de policondensação térmica de melamina e sua caracterização foi realizada por análises de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de absorção na região do infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IV), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), isoterma de adsorção/dessorção de N₂ e análise elementar (CHN). A propriedade de retardamento de fogo de CN foi verificada com testes de queima utilizando, capim Feno como combustível. Os testes mostraram que g-C₃N₄ conferiu propriedades de retardamento de fogo ao material vegetal, delongando o tempo de queima e diminuindo a massa de combustível residual. Esses experimentos revelaram ainda que a retardância de fogo de CN é mais expressiva no aumento do tempo de queima, do que no aumento da massa residual.  A mistura de CN e NH₄H₂PO₄ (MAP) também foi avaliada em testes de queima, obtendo como resultado, a melhoria da eficiência retardante de fogo, em relação a CN puro. Esses dados revelaram a existência de efeito sinérgico entre CN e MAP, de modo que MAP promoveu carbonização, aumentando a massa residual, enquanto CN tornou o processo de queima mais lento. A decomposição térmica de CN foi estudada por FT-IV e TG (análise termogravimétrica). Os resultados mostraram que o material possui alta estabilidade térmica, que lhe confere a propriedade de formação de barreira física, durante o aquecimento. Além disso, notou-se que, diante do aumento de temperatura, CN libera moléculas de água adsorvidas em sua estrutura porosa, promovendo resfriamento. Esse resfriamento pode alterar o processo de pirólise do material vegetal, aumentando a massa residual. Além disso, a decomposição CN pode liberar gases diluidores, reduzindo a concentração de gases combustíveis. De posse dessas informações, foi proposto um mecanismo de retardamento de fogo para g-C₃N₄.

O interesse crescente, principalmente na física do estado sólido, pela caracterização de pequenas amostras ou amostras fracamente magnéticas, como filmes finos, fez desenvolver a tecnologia dos equipamentos de medição cujo estado da arte esta concentrada nos equipamentos dotados de sensores SQUID (dispositivo de interferência quântica supercondutor). Em medições de magnetização de alta sensibilidade, são comuns alguns desvios nas medidas que podem ocorrer devido a diversos fatores, dentre os quais podemos destacar os desvios decorrentes do tamanho e forma geométrica da amostra, efeitos na estrutura da amostra, deslocamento não controlado da amostra no porta-amostras, efeitos de expansão e contração térmicas do conjunto porta-amostras, ruídos magnéticos de origens diversas, dentre outras. Nesta pesquisa caracterizamos magneticamente uma amostra de óxido de disprósio Dy₂O₃, sobre a qual foram realizadas, em magnetômetro SQUID, medidas da magnetização em função do campo magnético aplicado como também medidas da magnetização em função da variação de temperatura. Neste segundo tipo de medição, geralmente as medidas são realizadas em uma faixa extensa de temperatura (5K a 300K), isto faz com que o porta-amostras e a haste que sustenta o porta-amostras sofram efeitos de expansão ou contração térmica, fazendo com que a amostra saia da posição correta na qual foi inicialmente colocada e devido a isto a medição apresente um desvio. O software que controla o equipamento possui três métodos para o tratamento das medidas de extração dos dados de magnetização. Estes métodos foram estudados a fim de verificar qual melhor se adequaria aos problemas apresentados nas medições, tais como os descritos acima, em especial o desvio devido à expansão ou contração térmica. O método de ajuste padrão do software (Multipol) em seu quarto grau foi suficiente para remover o desvio referente a contração/expansão do conjunto porta-amostras. Foi também estudado o método FIT_RMS, ao qual teve que ser calibrado previamente. Com este método de ajuste também foi possível remover os desvios nas medidas devido ao efeito de expansão térmica que ocorre no conjunto porta-amostras. 

Nos últimos anos, questões ambientais estão cada vez mais em evidência na sociedade, principalmente, em relação aos resíduos plásticos e a poluição ambiental relacionada aos mesmos (UNEP, 2016). De acordo com estudos realizados pelo WWF (Fundo Mundial para a Natureza), o Brasil é o 4º país que mais gera lixo plástico no mundo, produzindo cerca de 11,3 milhões de toneladas de resíduos, ficando atrás apenas dos Estados Unidos, China e Índia (WWF, 2019). O estudo e o desenvolvimento de polímeros biodegradáveis são uma possibilidade para contornar esse problema (Muthuraj et al, 2017). Os polímeros biodegradáveis oferecem uma série de vantagens para a conservação ambiental já que se degradam em um período de tempo razoavelmente curto sem causar problemas ambientais. Neste trabalho, propõem-se produzir e caracterizar blendas de amido termoplástico modificado (TPSR) e poli(butileno-adipato- co- tereftalato)-PBAT, avaliar o efeito da origem do amido, tendo como fonte:  Fécula de Batata doce e Fécula de Mandioca, e a influência da variação dos teores de PBAT nas porcentagens de 10, 20, 30 e 40% m/m nas propriedades das blendas produzidas. As blendas serão caracterizadas quanto as propriedades térmicas, estruturais, morfológicas e mecânicas. 

A ocorrência de fármacos nos corpos hídricos é considerada um problema ambiental emergente devido ao seu potencial risco toxicológico em organismos vivos, mesmo quando estes fármacos estão em baixas concentrações. Nesse contexto, a demanda crescente por água doce e a baixa eficiência na remoção dos fármacos por estações convencionais de tratamento de águas têm motivado diversas pesquisas na área e propiciado o desenvolvimento de vários materiais a serem utilizados em tratamentos alternativos em direção à sustentabilidade da água. Nesse contexto, as redes metalorgânicas, do inglês, metal organic framework (MOF), surgem como materiais promissores para a remoção e degradação de fármacos presentes na água.

Com o objetivo de avaliar a aplicação de MOF à base de ferro e ácido tereftálico (MOF/FeBDC) nos processos de remoção e degradação eficaz de diclofenaco presente nos corpos hídricos, este trabalho, inicialmente, sintetizou a MOF/FeBDC conforme relatado em um trabalho recente do nosso grupo de pesquisa. A partir da análise por difração de raios X, por espectroscopia na região do infravermelho e da análise termogravimétrica, verificou-se que o material sintetizado corresponde ao mesmo produzido no trabalho de Oliveira, N. R et al. Em seguida, realizou-se testes para avaliar a cinética e a capacidade adsortiva da MOF/FeBDC em processo de adsorção de diclofenaco, obtendo-se resultados coerentes com o de outras MOFs relatadas na literatura. Por último, realizou-se testes de oxidação de diclofenaco, na presença da MOF sintetizada e de diferentes oxidantes. Nestes, verificou-se que a MOF/FeBDC aumentou, significativamente, a porcentagem de degradação do fármaco estudado na presença de peroximonossulfato de potássio (PMS), de 57% para 91%, sugerindo que a MOF produzida pelo nosso grupo de pesquisa apresenta uma elevada capacidade para atuar como catalisador para a ativação do oxidante PMS. Contudo, vários testes ainda serão realizados para avaliar esse potencial catalítico e os fatores que podem influenciar nessa catálise.

O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais comum entre os homens, se detectado precocemente a taxa de cura é de quase 100%. Nos últimos anos a medicina nuclear tornou-se uma ferramenta importante no diagnóstico e estadiamento do câncer de próstata, utilizando técnicas como o Tomografia por Emissão de Pósitrons e Tomografia Computadorizada (do inglês Positron Emission Tomography and Computed Tomography, PET/CT). O uso da tomografia PET permite mapear a distribuição de emissores de pósitrons administrados ao paciente, possibilitando o diagnóstico precoce de alterações fisiológicas. Para isso, é necessário que seja administrado ao paciente um radiofármaco cujo radionuclídeo que o constitui seja um emissor de pósitrons. O radiofármaco Antígeno de Membrana Específico da Próstata marcado com ¹⁸F (do inglês Prostate Specific Membrane Antigen ¹⁸F PSMA-1007), cujo radionuclídeo emissor de pósitrons é o ¹⁸F, tornou-se um alvo viável para imagens de próstata, uma vez que o PSMA, uma glicoproteína de membrana, está expresso em quase todos os tipos de cânceres de próstata. O PSMA tem seu nível de expressão cerca de 1000 vezes maior em células cancerosas quando comparado com os níveis fisiológicos encontrados em outros tecidos, isso faz do PSMA um alvo promissor para detecção em exames de imagem. A intensidade do acúmulo de ¹⁸F PSMA-1007 em tumores da próstata correlaciona-se positivamente com outras formas de avaliação e detecção do câncer de próstata, tornando o diagnóstico mais assertivo. O ¹⁸F PSMA-1007 pode ser obtido por uma reação de substituição nucleofílica, onde o ¹⁸F reage com um precursor.  Seu uso como preparação farmacêutica requer que sejam realizados testes de controle de qualidade, que atendam às Boas Práticas de Fabricação estabelecidas pelo órgão regulador, no Brasil a ANVISA.

Visando a implementação da produção e comercialização desse radiofármaco no CDTN, buscou-se estabelecer a síntese para esse produto e desenvolver metodologias analíticas para seu controle de qualidade. Foi implementado um procedimento de síntese do radiofármaco ¹⁸F PSMA-1007 no equipamento TRACERlab FX viável e capaz de ser executado segundo as Boas Práticas de Fabricação de Medicamentos. Desenvolveu-se e validou-se metodologias analíticas para atestar que o produto cumpre com as especificações do controle de qualidade. As metodologias analíticas desenvolvidas neste trabalho em relação a outras metodologias já descritas, apresentam com principal vantagem o menor tempo de execução das análises,  possibilitando que o radiofármaco tenha sua qualidade atestada e seja liberado para uso em pacientes em menor intervalo de tempo.

Por possuir propriedades muito similares as do ferro(III), que desempenha papel essencial para a vida humana, o gálio(III) é capaz de mimetizar esse íon em sistemas biológicos, participando assim de importantes processos
celulares. O gálio(III), uma vez no organismo provoca alterações em algumas funcionalidades celulares, podendo, essas mudanças, ser positivas para o tratamento de câncer e infecções bacterianas.  Contudo, atualmente o gálio(III) está apenas disponível para administração por via intravenosa, que é menos confortável ao tratamento, além de, muitas vezes apresentarem um custo maior em comparação com as cápsulas. A administração por essa via é justificada pelas limitações na biodisponibilidade do gálio(III). Entretanto, visto que sistemas poliméricos têm se mostrado promissores para melhorar a biodisponibilidade de alguns princípios ativos e são amplamente utilizados na indústria farmacêutica, esse trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de um sistema polimérico constituído por quitosana e alginato de sódio visando possibilitar a administração do gálio(III) por via oral para tratamento terapêutico de algumas enfermidades, incluindo o câncer. 

O petróleo é uma mistura de inúmeros compostos orgânicos com predominância de hidrocarbonetos, incluindo alguns contaminantes, em pequenas proporções, como os compostos de enxofre e nitrogênio, por exemplo. Esses contaminantes trazem uma série de inconvenientes tanto no processamento do petróleo quanto na utilização de seus derivados. Por isso, processos de remoção desses contaminantes, como a dessulfurização oxidativa, são de extrema importância e vêm sendo cada vez mais aprimorados e estudados.

 Nos últimos anos, catalisadores a base de óxido de molibdênio têm se destacado em aplicações envolvendo oxidação de substratos orgânicos com peróxido de hidrogênio. Nesse trabalho, nanofibras de óxido de molibdênio (NFMo) foram sintetizadas por simples tratamento hidrotermal de bis(acetilacetonato)-dioxomolibdênio (VI) (MoO2(acac)2) em solução aquosa, sem necessidade de uso de surfactantes ou outros agentes direcionadores de crescimento. Esse material foi caracterizado e aplicado como catalisador em reações de oxidação de diversos substratos orgânicos, na presença de oxidantes como o peróxido de hidrogênio ou TBHP, no caso da reação de epoxidação. Com o intuito de promover a remoção dos contaminantes do petróleo, as nanofibras sintetizadas também foram utilizadas na dessulfurização oxidativa de uma matriz simulada de gasolina.

As NFMo sintetizadas foram caracterizados por DRX, IV, Raman, MEV, MET, TG, Fisissorção de N₂. Os resultados comprovaram a obtenção da fase cristalina ortorrômbica do MoO₃ e possibilitaram a observação de morfologia bem definida e uniforme do material produzido. Além disso, os resultados obtidos com histograma de distribuição de diâmetros apontam que há uma predominância de nanofibras com diâmetro em torno de 100 nm. As nanofibras apresentaram estabilidade térmica até a temperatura estudada de 600 °C e baixa área superficial, como era esperado por ser constituída de um óxido. 

Posteriormente, as NFMo foram aplicadas em reações de oxidação seletiva de compostos de enxofre como o DFS, o MFS, o DBT e o BT, e apresentaram excelente atividade catalítica em condições suaves de reação, sob pressão atmosférica (1 atm) e temperatura ambiente (25 °C). O catalisador também apresentou boa eficiência na oxidação de outros substratos orgânicos, como piridina, quinolina e 5-HMF, e mostrou-se eficaz para a epoxidação de olefinas na presença de TBHP. 

Nessa dissertação foi estudada a síntese de adesivo a base de poliuretano a partir do prepolímero 2,4- tolueno diisocianato (TDI), 2,4-dimetil-tio-toluenodiamina (DMTDA) como extensor de cadeia com adição do colágeno tipo I. As amostras foram preparadas e caracterizadas através de ensaios físicos, mecânicos, morfológicos, térmicos e químicos. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que houve um aumento no percentual da fase rígida levando um aumento na resistência à tração e na resistência a solventes orgânicos. As análises morfológicas indicaram que o colágeno aumentou o percentual da fase rígida e promoveu a formação de microcélulas menores, distribuídas de forma mais homogênea no adesivo. As análises de termogravimetria indicaram a presença de dois estágios de degradação, referentes às fases rígida e flexível, respectivamente. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial indicaram que a formulação com colágeno apresentou um grau de cristalidade confirmado pelo DRX.

Este trabalho apresenta um amplo estudo da estabilidade de vários polinitrogênios (poliN) moleculares neutros, com nuclearidades seis, oito e dez, tendo como enfoque a predição teórica do potencial que essas estruturas possuem em atuar como materiais de alta densidade de energia (HEDMs, da sigla em inglês, High-energy-density materials). Se suficientemente estáveis para serem sintetizados e armazenados, esses sistemas podem ser utilizados como fontes verdes de energia. No entanto, é muito difícil obter essas estruturas em condições experimentais brandas. Um dos principais fatores que podem ajudar esse tipo de análise é a previsão das barreiras de ativação que essas estruturas possuem em direção à decomposição unimolecular. Esse fator foi a base das discussões apresentadas ao longo do texto. A metodologia de cálculo baseou-se na teoria do funcional da densidade (DFT, da sigla em inglês, Density Functional Theory) utilizando funcionais de troca e correlação conhecidos pelas suas altas precisões no cálculo de barreiras de energia (M06-2X e SOGGA11-X). Isso tornou possível uma comparação direta e justa entre todas as moléculas analisadas. O caminho escolhido para alcançar os objetivos do presente trabalho teve início com a busca dos estados de transição (TSs, da sigla em inglês, Transition states) que conectam as estruturas iniciais com os seus produtos de decomposição unimolecular. Depois de encontrados, cálculos dos caminhos intrínsecos de reação (IRC, da sigla em inglês, Intrinsic reaction coordinate) para cada sistema foram realizados, a fim de confirmar os mecanismos de decomposição obtidos. Para as estruturas que apresentaram os resultados mais promissores, um estudo das dinâmicas das reações foi feito, a fim de checar outras possíveis rotas de decomposição. Para essa parte inicial e exploratória, o nível de cálculo SOGGA11-X/def2-SVP foi utilizado. Um refinamento dos resultados foi então realizado utilizando dos níveis de cálculo M06-2X,SOGGA11-X/def2-TZVPP, sendo nesse ponto, as energias corrigidas com as suas respectivas energias de ponto zero. Para uma análise estrutural e eletrônica dos poliN, foram calculados os tamanhos médios de ligação, as ordens médias de ligação, os gaps HOMO-LUMO e as esfericidades de cada estrutura. A partir desses cálculos, foi possível classificar estruturalmente os sistemas em cadeias, anéis, “jaulas” e “jaulas prismáticas” e obter uma correlação entre os seus conteúdos energéticos. No entanto, não foi possível obter uma correlação clara entre as barreiras de decomposição com as propriedades estruturais e eletrônicas calculadas. Os resultados indicaram que os poliN que possuem estruturas do tipo “jaulas prismáticas” são os mais prováveis de possuírem maiores densidades de energia e serem mais estáveis em condições ambientes. Por fim, pôde-se selecionar estruturas específicas como potenciais candidatos para uso como HEDMs.

O rápido crescimento populacional e da industrialização mundial têm resultado na geração progressiva de efluentes industriais com concentrações significativas de contaminantes emergentes ou micropoluentes como fármacos, produtos de higiene pessoal, hormônios e surfactantes. Esses poluentes são considerados persistentes e de difícil degradação em Estações de Tratamento de Efluentes (ETE), alcançando os ambientes aquáticos após tratamento e sendo encontrados em águas superficiais, subterrâneas e de abastecimento. As águas residuárias farmacêuticas, ademais da persistência, podem causar toxicidade aos organismos aquáticos e inibir a atividade biológica em reatores de tratamento de efluentes. O trabalho tem por objetivo realizar a caracterização do efluente real de uma indústria farmacêutica, avaliando a eficiência de seu tratamento atual e, caso necessário, propor melhorias para obter a redução de custos e o atendimento às normas de descarte. A caracterização do efluente industrial foi realizada através da compilação de dados históricos de parâmetros de qualidade contidos em laudos laboratoriais de 2019. Uma avaliação dos riscos ambientais será realizada visando avaliar a toxicidade do efluente.  Dados históricos de produção foram utilizados para compreender o tipo e as quantidades de fármacos fabricados e de princípios ativos e excipientes utilizados e, assim, inferir sobre a toxicidade e biodegradabilidade do efluente. Os maiores consumos de  insumo industrial foram nos meses de julho e agosto de 2019, sendo os insumos mais consumidos: glicose anidra (33,9%), paracetamol (20,6%), dipirona (13,9%), benzoato de benzila (8,2%), cloreto de sódio (6,6%), citrato de sódio (4,9%) e cloreto de potássio (2,6%). O efluente tratado na ETE da empresa apresentou baixa conformidade para Demanda Química de Oxigênio (DQO) e pH, caracterizando-se como levemente ácido e, por conseguinte, fora da faixa ideal para o tratamento anaeróbio utilizado. A temperatura do efluente, apesar de seguir o limite estabelecido, também se apresentou abaixo da faixa ideal para o tratamento aplicado. Pôde-se inferir que o reator anaeróbico utilizado está operando em fase acidogênica, apresentando eficiência reduzida em relação a fase metanogênica, a qual seria preferível. O tratamento não tem sido efetivo ao apresentar valores de DQO superiores ao limite estabelecido, além da produção de mal cheiro no local. Erros de partida e nas condições do reator parecem implicar em custos indesejados e eficiência reduzida.

Os supercapacitores (SCs) são dispositivos eletroquímicos de armazenamento de energia que possuem elevada potência específica, mas que retém uma baixa densidade de energia. Estratégias que superem tal limitação vem sendo desenvolvidas nos últimos anos, como por exemplo a adição de compostos redox ao eletrólito. Além disso, com o intuito de expandir o número de aplicações práticas dos SCs, a construção de eletrólitos poliméricos sólidos desperta interesse, pois permite a montagem de células flexíveis e a construção de dispositivos miniaturizados em diversos formatos geométricos. Neste sentido, o presente trabalho objetivou o desenvolvimento de SCs híbridos construídos com eletrodos compósitos de nanotubos de carbono/nanofibrilas de celulose e eletrólitos poliméricos géis redox baseados em poli(vinil álcool). Os eletrólitos poliméricos foram aditivados com diferentes compostos redox: azul de metileno, hidroquinona e índigo carmim. Os eletrodos e eletrólitos poliméricos foram caracterizados, células sólidas empregando dois aditivos redox (birredox) foram construídas e seu desempenho eletroquímico avaliado. Finalmente, o SC birredox alcançou capacitância específica, densidade de energia e densidade de potência de 7,46 F g^-1, 0,55 Wh kg^-1 e 360,17 W kg^-1, respectivamente, sendo capaz de reter 81,0 % de sua capacitância inicial ao final de 2000 ciclos avaliados.

Em análises químicas, a etapa de preparo da amostra é a mais morosa de todo o processo analítico e a principal  fonte de erros no resultado final. Métodos disponíveis, como Solid Phase Extraction (SPE) e Solid Phase Microextraction (SPME), são geralmente trabalhosos, caros e algumas vezes frágeis. Portanto, melhorias no processo são desejáveis e importantes para alcançar resultados analíticos mais precisos e exatos. Este trabalho apresenta um método inovador de preparo de amostras aquosas para cromatografia a gás em um único passo e sem o uso de solventes, utilizando poli(metil metacrilato) (PMMA) como fase extratora. Nosso grupo de pesquisa trabalhou também com o polidimetilsiloxano (PDMS) como fase de extração, e agora o PMMA está sendo usado para captura de compostos orgânicos voláteis (COV) em amostras aquosas, uma vez que ambos os polímeros foram aplicados com sucesso como fases extratoras na literatura. O processo consiste em um fluxo da amostra por todo o interior de um liner revestido internamente com o material extrator. Esse fluxo é mantido até atingir o tempo de equilíbrio termodinâmico do analito entre a fase extratora e a matriz aquosa da amostra. Após a absorção do analito pela fase polimérica, o liner é, então, inserido no cromatógrafo a gás para que a separação e a análise cromatográfica sejam realizadas. O método foi testado usando uma solução aquosa de 1-dodecanol e um sistema GC-MS/SIM composto por um Cromatógrafo a Gás Agilent 7890A (coluna capilar Supelco HP-5MS) equipado com um Espectrômetro de Massas Agilent 5975B Single Quadrupolo, usando modo SIM de monitoramento de
íons com m/z 140, previamente determinado como o íon característico do 1-dodecanol. O método foi capaz de identificar e quantificar o analito com sucesso, e também foi otimizado para melhorar a resolução do sinal, reduzir a linha base e diminuir os sinais de interferência. Avaliamos a variação no poder de absorção do PMMA em duas massas molares, 120.000 g mol-1 e 350.000 g mol-1, e não encontramos diferença significativa, entretanto o PMMA de maior massa molar se mostrou mais estável e resistiu à degradação térmica por mais análises cromatográficas do que o de menor massa molar. O novo método é uma alternativa viável, barata, rápida e segura para extração e pré-concentração de COV’s em amostras aquosas para análise por cromatografia em fase gasosa, além de ser uma aplicação inovadora, que redefine a função do liner no equipamento. Os próximos passos envolvem a validação do método para análise de pesticidas.

Nos últimos anos tem havido uma expansão de compostos de gálio e bismuto com potencial terapêutico. O gálio(III) é capaz de mimetizar o ferro(III) substituindo-o em vários sítios ferro-dependentes, causando interrupção da replicação celular, o que se constitui em um importante mecanismo contra a proliferação de células tumorais. O bismuto(III), por sua vez, tem sido utilizado no tratamento de distúrbios gastrointestinais, úlceras e infecções bacterianas especialmente as causadas pela bactéria Helicobacter pylori. O bismuto apresenta a grande vantagem de apresentar baixa citotoxicidade.

Dessa forma, esse trabalho consiste em aliar as propriedades farmacológicas desses íons metálicos a de ligantes bioativos. Nesse trabalho são apresentadas a síntese, caracterização físico-química e estudos espectroscópicos de três novos compostos possuindo como centro metálico o bismuto(III) ou o gálio(III) com os ligantes das famílias das quinolonas (ácido nalidíxico e ciprofloxacina) e das quinolinas (8-hidroxiquinolina) .  Os compostos são: [BiCl₃(CFX)₃] –1, [Bi(8-hq)₂(Hcip)]Cl‧2H₂O – 2, [Ga(NDX)₃]∙4H₂O – 4. Um dos compostos presentes neste trabalho já é conhecido na literatura, [Ga(8-hq)₃] – 3 e foi preparado para futuramente ser usado como referencial para testes citotóxicos.

O interesse pela síntese de materiais nanoestrutrados tem aumentado consideravelmente nos últimos anos em decorrência de determinadas propriedades apresentadas por esses materiais e que não são observadas em dimensões macro. A síntese hidrotermal é uma das alternativas de rota de síntese adotadas para a obtenção de nanopartículas de diversos materiais. Com base nisso, no presente trabalho, prepararam-se nanopartículas baseadas de óxido de cério (CeO₂) pelo método hidrotermal variando-se a temperatura de calcinação em 350 e 550 °C dando origem aos materiais nomeados como CeO₂/350 e CeO₂/550. Também foram sintetizados, pelo método hidrotermal, materiais baseados em cério e nióbio variando-se a razão molar de Ce/Nb em 1:1, 2:1 e 3:1 gerando os materiais nomeados CeNb/1:1, CeNb/2:1 e CeNb/3:1. Os materiais sintetizados foram caracterizados por DRX, IV, TG, MEV/EDS e FRX que comprovaram a obtenção do CeO₂ e a presença do Nb nos materiais CeNb em teores próximos aos propostos, além de possibilitar a observação da morfologia dos mesmos. Posteriormente, esses materiais foram aplicados em reações de adsorção e degradação do corante azul de metileno (AM), onde observou-se que os materiais não possuem uma grande capacidade adsortiva para o corante, entretanto apresentaram promissores resultados de degradação atingindo 100% de descoloração da solução de AM em 30 min e além de manterem-se ativos após 4 ciclos de reuso ainda com grande atividade. Os resultados obtidos mostraram que os materiais sintetizados podem ser promissores para aplicação em outras reações de catálise.

Tendo em vista o interesse no desenvolvimento de novos catalisadores para a produção de hidrogênio gasoso a partir da água (uma alternativa aos combustíveis fósseis), neste trabalho foram estudadas as interações entre nanoclusters de alumílio e silício com moléculas de água. Esses dois elementos já apresentam aplicações em eletrônica e o Al possui atividade catalítica conhecida. Quando esses elementos são misturados em escala atômica as suas propriedades passam a ser diferentes dos elementos puros. Assim, foi estuda a adsorção da água (uma das principais fontes de hidrogênio existentes) aos clusters Al8, Si8, Al4Si4, Al2Si6, Al13, Si13, Al12Si e Al2Si11. Para a obtenção das energias e das frequências vibracionais, cálculos a nível MP2 foram realizados com o pacote computacional GAMESS utilizando as funções de base cc-pVDZ.

Os clusters formados por alumínio e silício apresentaram energias de adsorção superiores às dos clusters puros. Os melhores resultados observados foram notados para os clusters de oito átomos, com três das quatro estruturas avaliadas apresentando energias acima de 0,500eV. O único cluster de treze átomos que apresentou energia nessa faixa foi o Al2Si11. Também foi notado que a adsorção é mais efetiva nas ligas com baixo teor de alumínio, e as duas maiores energias de adsorção foram 0,648eV e 0,610eV, dos clusters Al2Si11 e Al2Si6 respectivamente. Foi previsto que a interação da água com clusters puros de silício é fraca, com energias de adsorção inferiores a 0,400eV. Pelo espectro de infravermelho simulado pode-se notar o aumento de intensidade e o deslocamento para o vermelho dos picos devido à interação com a água, efeito particularmente pronunciado para os clusters com maiores energias de adsorção.

A contaminação do solo por combustíveis tem tomado atenção de pesquisadores devido à ocorrência dos acidentes envolvendo este tipo de poluente e persistência das espécies orgânicas liberadas.O benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), compostos indicadores de contaminação por combustíveis, podem contaminar o solo por vazamento dos tanques de armazenamento (subterrâneos ou acima do solo) de combustível e por derramamentos acidentais. A utilização de métodos analíticos para quantificação/identificação de BTEX é limitada pela complexidade de amostragem/preparação de amostras e equipamentos. Métodos baseados em micro-extração por fase sólida (SPME) representam uma alternativa mais simples, mas requerem procedimentos de calibração complexos, além de alto custo e fragilidade. Após o desenvolvimento da metodologia de análise do sistema de captura, realizado em trabalhos anteriores do mesmo grupo, um próximo passo importante é controle da metodologia de confecção dos compostos. Esta metodologia de preparo dos dispositivos de captura deve ser reprodutível e com o devido estabelecimento da relação “espessura de fase polimérica/grupo de compostos analisados”. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um método simples para quantificação de BTEX em amostras de água subterrâneas utilizando o GC-MS e verificar a influência da espessura da fase polimérica na análise de BTEX em água.A fase polimérica depositada foi estudada por Análise Termogravimétrica (TG) e Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho (IR) e a performance analítica testada para amostras de água adicionadas de BTEX no equipamento de GC-MS. Verificou-se por TG que para a deposição de membranas poliméricas de PDMS é necessário um tratamento térmico de 290 °C antes da utilização para eliminar contaminação por tolueno ou de monômeros residuais. Na caracterização do PDMS por IR, verificou-se a presença de bandas características do polímero, indicativo que o processo de deposição da fase não alterou a estrutura química do polímero. Verificou-se que nenhum dos dispositivos contendo espessuras diferentes apresentou efeito memória dos analitos BTEX, ou seja, a primeira dessorção no equipamento já foi suficiente para completa retirada dos analitos da fase de captura PDMS. Os coeficientes de variação tanto para repetibilidade tanto para reprodutibilidade foram abaixo de 12%. O método foi aplicado com sucesso para análise das amostras dos testes de solubilidade em água subterrânea, sendo que, em todos os tempos analisados as concentrações de BTEX atingiram concentrações acima do limite estipulado pela portaria Portaria 2914/2011. Os limites de detecção do método para os compostos de benzeno, tolueno, etilbenzeno, p-xileno e o-xileno foram de 0,43; 0,33; 0,14 µg L^-1, 8,78 e 12,73 ng L^-1, respectivamentee de quantificação foram de 0,53; 0,40; 0,17 µg L^-1, 10,73 e 15,54 ng L^-1, respectivamente.

Neste trabalho foram desenvolvidas duas séries de materiais, carvões ativados e catalisadores. Estes materiais foram baeados em resíduos industrias: a hidroxiapatita, proveniente do osso bovino e pó de aciaria, proveniente da indústria de fundição do aço.  

Para a síntese da série de carvões ativados, a hidroxiapatita foi submetida a ativação física a 600 ºC e 700 ºC utilizando os agentes ativantes dióxido de carbono e etanol, com o intuito de aumentar sua área superficial potencializando seu efeito adsorvente. Os carvões ativados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), isotermas de adsorção e dessorção de N₂, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), e espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV). Os carvões ativados foram aplicados na adsorção de contaminantes têxteis.   

Já para a síntese dos catalisadores a hidroxiapatita foi impregnada com pó de aciaria (PA), resíduo da indústria siderúrgica, nas concentrações de 5 e 15% m/m e os materiais impregnados foram submetidos ao processo de deposição química a vapor (Chemical Vapor Deposition – CVD) a 700 ºC utilizando o etanol como fonte de carbono. O processo CVD objetiva a redução das fases de ferro e formação das estruturas carbonáceas sobre a martiz inerte da hidroxiapatita. Como os materiais apresentam propriedades apolares hidrofóbicas (carbono) e propriedades polares hidrofílicas (hidroxiapatita e PA), eles são denominados híbridos. Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), difração de raios X (DRX), isotermas de adsorção e dessorção de N₂, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IR). Para a aplicação dos catalisadores sintetizados, foram realizados testes de oxidação dos contaminantes do petróleo e de efluentes têxteis.

Há uma grande relevância na transformação dos resíduos utilizados neste trabalho, como osso bovino e pó de aciaria, em materiais tecnológicos como catalisadores, que visam a remoção de contaminantes ambientais pois atualmente há poucos artigos na literatura que utilizem o pó de aciaria para este fim, visto que ele é gerado em larga escala e possui alto teor de óxidos metálicos.

A astroquímica ainda é uma ciência interdisciplinar de vanguarda, sendo que os meios e a estrutura para seu desenvolvimento apareceram no final do século XX. Por tal motivo, ainda há muitos problemas em aberto para serem resolvidos e estudados. A astroquímica tem como principal objetivo estudar a química do meio cósmico propondo caminhos de reação e explicações para
formação de certas moléculas, de forma experimental ou não. 

Diversos astrônomos já fizeram observações das moléculas isoladas OSi e SiS em certas regiões do espaço, contudo nenhuma observação espacial foi feita para molécula OSiS, mesmo com evidências de que ela seja um elo entre OSi e SiS. A molécula de OSi já foi bem estudada e sua origem e formação é bem entendida. Contudo a molécula de SiS recebeu menos atenção, sua formação no ambiente interestelar ainda é um assunto de debate. 

Neste trabalho foi proposto um caminho de reação possível para a relação destas moléculas, através de cálculos de primeiros princípios. Pelo estudo da superfície de energia potencial da molécula de OSiS, descobriu-se que a molécula de SiS é facilmente convertida para a molécula de OSi, em colisões com oxigênio, porém a conversão de OSi para SiS não acontece. Descobriu-se também que a reação de OSi + S leva a formação da molécula estável OSiS em seu estado singleto passando por uma região de cruzamento de estados singleto e tripleto, além disso é previsto outros isômeros também podem ser formados por esta via, tais como OSiS cíclica e SOSi.

Foi descoberto que a molécula SiS pode ser formada através de reações entre silício atômico com a molécula hidrosulfeto (HS) e ácido sulfídrico (H₂S). Na reação com HS a molécula de SiS é facilmente formada, enquanto com H₂S a reação acontece com troca de estados de spin. Ambas reações são exotérmicas. Também foi proposto caminho de reação de diversas outras moléculas e isômeros que apresentam relação com silício, enxofre e hidrogênio. 

A neoplasia é uma patologia que acomete milhões de pessoas em todo o mundo. O design, o preparo e os estudos de atividade farmacológica de compostos contendo centros metálicos têm sido vastamente explorados para o tratamento do câncer. Entre os compostos promissores como antineoplásicos estão os complexos contendo cobre como centro metálico. No presente trabalho realizou-se a síntese, caracterização estrutural, estudos físicos e espectroscópicos, e avaliação da atividade antitumoral de um complexo inédito de cobre(II) com ligantes biologicamente relevantes, 8-hidroxiquinolina e ácido nalidíxico, da classe das quinolonas. A análise de difração de raios X de monocristal demonstrou que a estrutura do composto é um polímero, que exibe uma geometria de pirâmide de base quadrada. O ácido nalidíxico e a 8-hidroxiquinolina comportam-se como ligantes desprotonados que se ligam ao íon cobre(II) de maneira bidentada ocupando as quatro posições na base da pirâmide, enquanto a posição axial é composta por uma ponte carboxilato presente no ácido nalidíxico caracterizando uma unidade bimetálica. Esta característica estrutural é distinta das propostas para complexos com quinolonas descritas na literatura. As propriedades magnéticas do composto também foram investigadas, e demonstraram que existe um acoplamento antiferromagnético entre os íons cobre(II) que formam a cadeia polimérica. Em solução o composto 1 existe como uma espécie mononuclear neutra. Estudos sobre a ligação com o ADN foram realizados, e o composto demonstrou possuir interações com os sulcos do ADN. A atividade antitumoral do composto 1 foi analisada e o mesmo demonstrou uma apreciável inibição do crescimento de células K562 com valor de IC50 inferior aos dos ligantes livres.

Neste trabalho foi realizada a síntese inédita do nitreto de carbono grafítico dopado com molibdênio (Mo/g-C3N4) via simples calcinação. A morfologia, estrutura e composição química do catalisador foram caracterizadas, comprovando a presença de espécies de molibdênio altamente dispersas e estabilizadas pelos átomos de nitrogênio do g-C3N4. Este foi aplicado na oxidação de vários substratos com peróxido de hidrogênio ou hidroperóxido de terc-butila (TBHP) como oxidante. Os resultados demonstraram que os sítios de Mo (VI), estabilizados no anel heptazina do suporte podem interagiram com H2O2 ou TBPH formando grupos peroxo-Mo (VI) ativos para oxidação. 
O catalisador apresentou elevada atividade catalítica na oxidação não seletiva de azul de metileno (AM), quando comparada com o MoO3 ou o g-C3N4 puro. Além disso, também mostrou elevada conversão e seletividade na oxidação de sulfetos em sulfóxidos, na oxidação de compostos nitrogenados para N-óxidos em condições suaves de reação (temperatura ambiente e baixa concentração de H2O2), além de potencial aplicação na epoxidação de olefinas. Os resultados catalíticos demonstraram que a atividade do Mo/g-C3N4 diminuiu sucessivamente durante o reuso na oxidação do AM, porém se manteve praticamente inalterada na oxidação seletiva do MFS, após cinco ciclos de reuso.
Por fim, o desempenho catalítico do Mo/g-C3N4 foi avaliado nas reações de remoção de compostos de enxofre em matriz simulada de petróleo (DBT em cicloexano), através da dessulfurização oxidativa (ODS). Os resultados demonstraram que o aumento da concentração do catalisador e da temperatura contribuíram para melhorar a eficiência da reação, enquanto o excesso de H2O2 desativa o catalisador, causando a lixiviação das espécies ativas de molibdênio da sua estrutura. Os estudos cinéticos revelaram que a reação apresenta uma cinética de pseudo primeira ordem com relação ao DBT e ao catalisador, ordem negativa em relação ao H2O2 e energia de ativação igual a 43,6 kJ mol^-1. O catalisador mostrou boaatividade duran te os dois primeiros ciclos de reuso, reduzindo para 60 % no terceiro uso, devido a lixiviação das espécies ativas de Mo da estrutura do g-C3N4.