Programa de Pós-Graduação Mestrado Profissional em Processamento de Materiais

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Absorção de extrato de aloe vera em pó pelo processo de adsorção em sílica
(2020-06-30) Silva, Valdirene Aparecida da; Cho, Liu Yao; Vieira, Lúcia; Liu, Andréa Santos; Oliveira, Rademaks Bento de; Sakane, Kumiko Koibuchi; São José dos Campos
A Aloe Vera é uma planta arbustiva, pertencente à família Liliáceas, que compreende mais de 200 espécies. Dentre as espécies, a Aloe vera barbadensis Miller é a espécie mais utilizada. Devido às suas propriedades químicas e farmacológicas, essa planta apresenta grande aplicação nas indústrias de cosméticos, farmacológicas e alimentícias. As técnicas de extração utilizadas pela indústria no processamento e/ou obtenção do extrato da Aloe vera podem causar modificações irreversíveis nos polissacarídeos presentes na planta, afetando sua estrutura original e promovendo mudanças importantes nas alterações fisiológicas e nas propriedades desses constituintes. Processamento e procedimentos inadequados, fazem com que os produtos, contenham pouco ou quase nenhum princípio ativo no extrato. Nesse sentido, a busca por uma técnica de extração que possa ser realizada em escala industrial, que preserve o máximo das características e princípios ativos da Aloe vera é objeto desse estudo. Os extratos de Aloe vera em pó obtidos por adsorção em sílica precipitada amorfa foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Com a técnica de FTIR, foi possível realizar análises qualitativas e quantitativas dos extratos através da banda marcadora em 1641cm-1que corresponde à aloina, substância presente no extrato de Aloe vera. Com a definição da banda marcadora, foi possível a quantificação da Aloe vera nos extratos nas diferentes concentrações de extrato bruto/sílica aplicando a intensidade da banda. Por se tratar de uma técnica clássica de caracterização para determinação qualitativa e quantitativa em produtos contendo Aloe vera, a CLAE foi utilizada. Através do tempo de retenção, os extratos de Aloe vera em pó por adsorção em sílica precipitada amorfa foi comparado com um extrato comercial. Em todos os ensaios, o tempo de retenção foi de 6 minutos, tempo correspondente à aloina, o que está de acordo com resultados obtidos na literatura. O ensaio quantitativo não foi realizado pela falta de um padrão analítico.Com essas técnicasde caracterização, foi possível avaliar a eficiência da técnica de extração da Aloe vera obtido por adsorção em sílica precipitada amorfa.Os resultados obtidos sugerem que as diferentes concentrações de extratono substrato, apresentam as características do extrato bruto, sem comprometer a composição dos princípios ativos, apresentando viabilidade no processo de extração, podendo ser estendido à produção industrial.
Adição de polímero superabsorvente de poliacrilonitrila na mistura cimentícia com variação de quantidade de água
(2022) Oliveira, Maria Rosária de; Gonçalves, Érika Peterson
Adição de polímero superabsorvente de poliacrilonitrila na mistura cimentícia com variação de quantidade de água
(Univap) Gonçalves, Érika Peterson; Oliveira, Maria Rosária de
O polímero superabsorvente é um material inovador, que possui a capacidade de absorver a água e dessorver gradativamente, quando adicionado à mistura cimentícia, o processo de liberação da água ocorre mais lento que usual, uma vez que o polímero superabsorvente retém líquido, evitando a evaporação da água. Com as novas tecnologias, a busca científica para desenvolvimento de novos materiais na construção civil vem crescendo os estudos de aplicação de polímeros superabsorventes na massa cimentícia para melhoria de suas propriedades. Neste âmbito, o uso dos polímeros superabsorventes tem sido analisado como um agente de cura interna do compósito, melhorando a retração da massa cimentícia e aumentando a resistência mecânica, podendo ser comprovado cientificamente nos ensaios laboratoriais, como reservatório de água para auxílio na hidratação da argamassa. Esses resultados contribuem para redução de alguns problemas que podem vir a ocorrer no decorrer da vida útil da argamassa, que são fissurações e desplacamento.
Anatase film on orotracheal tubes to mitigate Staphylococcus aureus
(American Scientific Publishers) Manfroi, Lucas Augusto; Silva, Michely Glenda Pereira da; Vieira, Angela Aparecida; Macário, Paulo Fabrício; Silva, Newton Soares da; Marques, Francisco Chagas; Vieira, Lucia
Bacterial contamination in hospital environments is a significant concern for patient admissions. Aiming to reduce contamination, titanium dioxide film (TiO2) in the anatase phase has been prepared on the surface of polyvinyl chloride (PVC) tubes. The PVC tube material was used to study the film’s effectiveness in inhibit- ing bacterial growth and cell viability. The morphology and composition of deposited films were investigated using a Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) map. In addition, Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and XRD diffractogram were used to analyze film composition and phase, respectively. The adhesion of TiO2 film on PVC substrate was determined using ScotchTM tape-test according to ASTM: D3359-09, 2010, and the film surface morphology was analyzed by the MEV-FEG tech- nique and EDS map. The bacterial viability was performed with Staphylococcus aureus, and cell viability was performed using L929 strain mouse fibroblasts. The results of TiO2 in the anatase phase deposited by ALD on the PVC surface demonstrate good adherence and the film’s effectiveness in inhibiting bacterial growth and cell viability.
Aparato de biomanufatura aditiva, em processo de deposição de hidrogéis tixotrópicos em camadas tridimensionais
(2024) Cardoso, Gustavo Luiz Bueno; Oliveira, Ivone Regina de; Ortega, Fernando dos Santos; Nono, Daniel Alessander
Aparato de biomanufatura aditiva, em processo de deposição de hidrogéis tixotrópicos em camadas tridimensionais
(2024) Cardoso, Gustavo Luiz Bueno; FUNDAÇÃO VALEPARAIBANA DE ENSINO
Apatite‐like forming ability, porosity, and bond strength of calcium aluminate cement with chitosan, zirconium oxide, and hydroxyapatite additives
(Wiley) Saltareli, Fernanda Mara; Leoni, Graziela Bianchi; Aguiar, Nayara de Lima Ferraz; Faria, Natália Spadini de; Oliveira, Ivone Regina de; Bachmann, Luciano; Raucci Neto, Walter
This study evaluated the effect of chitosan, zirconium oxide, and hydroxyapatite on the apatite-like forming ability, porosity, and bond-strength of calcium-aluminate cements (C). Three hundred bovine root-slices were assigned to one of five groups, according to the material: MTA, C, C + chitosan (Cchi), C + zirconium oxide (Czio),and C + hydroxyapatite (Chap), and within each group, two subgroups, according to the immersion: deionized water or phosphate-buffered saline (PBS) up to 14 days.Assessments (n = 10) of apatite-like forming ability were performed using scanning-electron microscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy, Fourier-transform infra-red spectroscopy, and x-ray diffraction. PBS was evaluated for pH and Ca 2+ release(n = 10). Bond-strength was analyzed by push-out test (n = 10) and porosity bymicro-CT (n = 10). Chemical and push-out data were analyzed by ANOVA and Tukey's tests (α = .05). Porosity data were analyzed by the Kruskal-Wallis and SNK tests (α = .05). Similar Ca/P ratios were observed between all groups (p > .05). The pH of MTA and Cchi were higher than that of other cements at d 3 and 6 (p < .05).Cchi had a higher release of Ca 2+ up to 6 days (p < .05). All cements had lower poros-ity after PBS (p < .05). Cchi and Chap had similar porosity reduction (p > .05), and were higher than MTA, C, and Czio (p < .05). Cchi had higher bond-strength than the other groups (p < .05). PBS samples had higher bond-strength (p < .05). All cements had hydroxyapatite deposition and the chitosan blend had the lowest porosity and the highest bond-strength
Aplicação do grafeno na otimização da condutibilidade elétrica em barras condutoras de alumínio em barramentos blindados : busway
(2024-02-27) Vieira, Lúcia; Ortega, Fernando dos Santos; Sueta, Hélio E.; Campos, Tiago Moreira Bastos; Morel, Renato Kogima Francesa; São José dos Campos
Considerando a crescente utilização de condutores elétricos ao redor do mundo e sua possibilidade de escassez, existe uma grande necessidade do mercado na área de condutores para produção de equipamentos de potência, energias renováveis, eletroeletrônicos, veículos elétricos, entre outros produtos, gerar constante necessidade de busca de novos materiais que possam substituir o cobre como principal material condutor utilizado pela indústria. Pesquisas intensivas estão em andamento em todo o mundo para desenvolver novos materiais condutores para aplicações na indústria de energia. Tais pesquisas visam aumentar a condutividade elétrica de materiais para condutores e cabos, aumentando assim a capacidade de transporte de corrente nos condutores de energia. Para tanto, este trabalho visa otimizar equipamentos já devidamente consagrados no mercado e potencializar suas condições de condutividade e dissipação térmica. Desta forma neste trabalho foi proposto a aplicação de grafeno em barramentos blindados de alumínio, buscando a criação de um revestimento alumínio-grafeno, que permita uma melhoria na condutividade do material e produção de barramentos blindados com um menor volume e uma capacidade de condução de corrente elétrica próxima ou superior ao dos barramentos de cobre. Foram realizadas medições de condutividade em barras condutoras de alumínio revestidas com grafite aplicado através de técnica de Laser Cladding, bem como a aplicação superficial de grafeno nas barras condutoras de alumínio em sua liga 6101 e posterior análise dos resultados das propriedades de condutividade elétricas e dissipação térmica para aplicação em sistemas de Barramentos Blindados obtidos após o processo de aplicação superficial de grafeno sob as barras de Alumínio.
Aplicação do uso de polímeros superabsorventes (SAP – Superabsorbent Polymers) em compósitos cimentícios na Construção Civil
(2021-06-29) Gonçalves, Érika Peterson; Oliveira, Ivone Regina de; Simioni, Andreza Ribeiro; Albers, Ana Paula Fonseca; Oliveira, Maria Rosária de; São José dos Campos
A argamassa é uma mistura cimentícia utilizada em alvenarias, recuperação de estruturas, acabamento de paredes e tetos, revestimento de pisos e azulejos. Com o decorrer da vida útil do material, podem ocorrer a redução das propriedades físicas e mecânicas devido as fissuras e desplacamentos. Para melhorar e corrigir patologias futuras da argamassa, tem sido estudado como um aditivo para auxiliar na cura interna da massa cimentícia e amenizar os microporos e os mesoporos o polímero superabsorvente (SAP), por ser um material hidrofílico capaz de absorver e dessorver água de acordo com a necessidade do cimento. Os estudos efetuados nesse trabalho, analisam o comportamento da argamassa com a adição do SAP em diferentes concentrações e métodos de cura. Para a caracterização foram realizados ensaios no estado fresco e endurecido, sendo ensaiados no estado fresco quanto à consistência da argamassa, e no estado endurecido por meio de ensaios de resistência mecânica, ataques químicos, nível de absorção, variação dimensional. Discutidos no que se refere aos diferentes tipos de cura para avaliação do SAP na massa, optando por adição do SAP seco ou saturado e com variação de quantidade de água, os resultados obtidos nos ensaios mecânicos das amostras demonstram que o SAP saturado apresentou melhoria na resistência mecânica, a trabalhabilidade. Ainda a textura e adesão dos agregados na matriz foram avaliados por MEV, onde observou-se a redução dos índices de vazios, bloqueando a entrada dos agentes químicos que afetam os compósitos, aumentando o tempo de vida útil da argamassa.
Application of mid-infrared vibrational spectroscopy with Fourier transform (FTIR) in quality evaluation in commercial coffees
(CDRR Editors) Fontes, Vitória; Pereira, Douglas Cubas; Lyra, Lucas Ferreira; Sakane, Kumiko Koibuchi
Currently, Brazil is the largest exporter and producer of coffee in the world, and it is the second most consumed beverage in the world, only behind water. In the years 2019 and 2020 it is estimated that the world consumption of coffee was 168.84 million bags of 60 kg, Brazil consumed 20 million bags of coffee, the second-largest consumer in the world, only behind the United States with 25 million bags. The techniques such as infrared spectroscopy has been applied in the food industry, as it is a fast, easy technique, without the need for reagents, free from polluting processes, and capable of analyzing the simultaneous composition of the constituents. The present study aims to analyze the changes in the chemical constituents of Brazilian commercial coffees as a function of shelf life through Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR) associated with chemometric methods. The experiments were carried out within the expiration date, 6 months, and a year after the expiration date. Spectra were obtained in the range from 4000 to 500 cm-1. The studies of Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) were made as discrimination methods. The areas in the region from 2970 to 2830 cm-1 and 1765 to 1720 cm-1 were calculated to analyze the alteration as a function over time. The results suggest that these bands in coffee are sensitive over time and to the storage conditions, promoting changes in aroma and flavor.
Avaliação da eficiência do Polímero Superabsorvente (SAP) no desenvolvimento de Plântulas de Capororoca-Vermelha (Rapanea Ferruginea) com restrição hídrica por Espectroscopia Vibracional no Infravermelho Médio com Transformada de Fourier (FTIR-UATR)
(2021-07-30) Sakane, Kumiko Koibuchi; Silva, Valdirene Aparecida da; Vieira, Lúcia; Liu, Andréa Santos; Pereira, Douglas Cubas; São José dos Campos
Os ecossistemas florestais possuem importantes funções ecológicas. Atividades antrópicas como o desmatamento ocasionam a redução da resiliência da regeneração natural, que demandam intervenção por meio do plantio direto. A recuperação ambiental depende da produção de mudas nativas, em especial por espécies resistentes às condições degradadas das áreas, sendo que o principal problema destes locais é a falta de suporte de irrigação. Para solucionar a demanda por irrigação se destaca o uso dos materiais poliméricos superabsorventes (Super Absorbent Polymers - SAP), popularmente conhecidos como hidrogeis, no manejo vegetal em ambientes degradados. Estudos conduzidos para avaliar a influência do uso focam na avaliação de aspectos externos das plantas. O uso da espectroscopia no Infravermelho Médio com Transformada de Fourier (FTIR) é uma técnica que permite avaliar as biomoléculas de espécies vegetais. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do uso do hidrogel sobre desenvolvimento da espécie pioneira Capororoca-Vermelha (Rapanea ferruginea) em condições de escassez hídrica simulada por meio do monitoramento quantitativo de constituintes biomoleculares por espectroscopia FTIR. O experimento foi conduzido com os Grupos I e II, compostos por quatro exemplares cultivados com 10% de hidrogel e quatro controle e com o Grupo III, com mudas cultivadas em triplicata com 25%, 20%, 15% e 10% de hidrogel. O monitoramento foi feito por 15, 14 e 13 meses, respectivamente, nos Grupos I, II e III. O teste de germinação foi conduzido com as mesmas concentrações de hidrogel usadas no Grupo III e também se avaliou as espécies Pau d'Alho (Gallesia integrifolia) e Jequitibá-Rosa (Cariniana legalis). Os espectros foram obtidos na faixa de 4000 a 450 cm-1. Foram avaliadas as áreas das bandas de água (3700-3000), lipídios (3000-2800), pectina (1770-1693), parede celular (1486-1400), hemicelulose (1290-1200), clorofila (1200-1128), amido (1128-1084) e lignina (735-700). O uso do hidrogel apresentou influência positiva sobre a banda de água principalmente nos Grupos I e II. As biomoléculas que se destacaram para a avaliação foram a de clorofila e pectina em todos grupos. No Grupo III, a banda de lipídios teve boa resposta ao uso do hidrogel e no Grupo II a hemicelulose também foi significante. A concentração de hidrogel que se mostrou ideal ao desenvolvimento da Capororoca-Vermelha foi entre 15% e 20% conforme a avaliação do Grupo III. A influência positiva também foi observada na avaliação da altura e número de folhas dos exemplares cultivados com o insumo. Devido às características fisiológicas da Capororoca-Vermelha, a germinação não teve resultados satisfatórios demandando pesquisas futuras, no entanto, o teste de germinação com espécies que ocorrem no mesmo estrato vegetal apresentaram resultados positivos nas concentrações de 10% e 15% de hidrogel. O uso de hidrogel apresentou influência positiva sobre a Capororoca- Vermelha e o monitoramento do desenvolvimento biomolecular por meio da espectroscopia no Infravermelho com FTIR se mostrou viável.
Avaliação da influência da temperatura na conversão térmica de Nanofibras de Poliacrilonitrila em Nanofibras de Carbono
(2023) Santos, William Roberto da Silva; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta; Bustamante, Gabriel Costa; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta; Bustamante, Gabriel Costa
Avaliação da influência da temperatura na conversão térmica de Nanofibras de Poliacrilonitrila em Nanofibras de Carbono
(2023) Santos, William Roberto da Silva; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta; Bustamante, Gabriel Costa; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta; Bustamante, Gabriel Costa
Avaliação da morfologia das nanofibras de PAN obtidas por eletrofiação sob diferentes regimes de tensão aplicada
(2023) Santos, William Roberto da Silva; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta
Avaliação da morfologia das nanofibras de PAN obtidas por eletrofiação sob diferentes regimes de tensão aplicada
(2023) Santos, William Roberto da Silva; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy; Gonçalves, Luiz Fernando Pimenta
Bioactivity of Ti6Al4V alloy with bioglass and corrosion protection by silane coating
(CDRR Editor) Marcolin, Patricia; Frozza, Caroline Olivieri da Silva; Henriques, João Antonio Pêgas; Kunst, Sandra Raquel; Crovace, Murilo Camuri; Ely, Mariana Roesch; Vieira, Lucia; Farias, María Cristina Moré; Brandalise, Rosmary Nichele
The Ti6Al4V alloy is usually employed as a biomaterial, however, when in use, exhibits a few drawbacks such as corrosion, caused by the release of aluminum and vanadium ions besides the bioinert behavior. Bioactive coatings offer a barrier effect and bioactivity, promoting biocompatibility and osseointegration processes. The present work aims to study the biocompatibility behavior of a bioglass-containing silane film deposited on a titanium alloy (Ti6Al4V) substrate. The effect of the surface roughness of the metallic substrate was also evaluated. Film/substrate systems were characterized as their morphological, chemical, physical, electrochemical behavior, and cell cytotoxicity and cell viability. The main results pointed out that silane films augment corrosion resistance of titanium alloy substrates. The biological results indicated a growth of osteoblast cells (MG-63), for all the test conditions. The bioglass film deposited on the ground substrate exhibits the highest cell density.
Biocomposite macrospheres based on strontium-bioactive glass for application as bone fillers
(American Chemical Society) Oliveira, Ivone Regina de; Gonçalves, Isabela dos Santos; Santos, Kennedy Wallace dos; Lança, Maria Carmo; Vieira, Tânia; Silva, Jorge Carvalho; Cengiz, Ibrahim Fatih; Reis, Rui Luís; Oliveira, Joaquim Miguel; Borges, João Paulo Miranda Ribeiro
Traditional bioactive glass powders are typically composed of irregular particles that can be packed into dense configurations presenting low interconnectivity, which can limit bone ingrowth. The use of novel biocomposite sphere formulations comprising bioactive factors as bone fillers are most advantageous, as it simultaneously allows for packing the particles in a 3-dimensional manner to achieve an adequate interconnected porosity, enhanced biological performance, and ultimately a superior new bone formation. In this work, we develop and characterize novel biocomposite macrospheres of Sr-bioactive glass using sodium alginate, polylactic acid (PLA), and chitosan (CH) as encapsulating materials for finding applications as bone fillers. The biocomposite macrospheres that were obtained using PLA have a larger size distribution and higher porosity and an interconnectivity of 99.7%. Loose apatite particles were observed on the surface of macrospheres prepared with alginate and CH by means of soaking into a simulated body fluid (SBF) for 7 days. A dense apatite layer was formed on the biocomposite macrospheres’ surface produced with PLA, which served to protect PLA from degradation. In vitro investigations demonstrated that biocomposite macrospheres had minimal cytotoxic effects on a human osteosarcoma cell line (SaOS-2 cells). However, the accelerated degradation of PLA due to the degradation of bioactive glass may account for the observed decrease in SaOS-2 cells viability. Among the biocomposite macrospheres, those composed of PLA exhibited the most promising characteristics for their potential use as fillers in bone tissue repair applications.
Biomineralization induced by chitosan and collagen‐based materials with fluoride for dentin coverage: Chemical and morphological analysis
(Wiley) Nahórny, Sidnei; Oliveira, Ivone Regina de; Soares, Luís Eduardo Silva
The prevention and treatment of erosive tooth wear are becoming increasingly important due to its increasing prevalence. The use of natural solutions to modify dental surfaces has become an area of research. Organic materials such as chitosan and hydrolyzed collagen may be a promising option to treat dentin. This in vitro study aimed to evaluate the influence of chitosan or hydrolyzed collagen, alone or com- bined with acidulated phosphate fluoride (APF) gel, on the composition and morphol- ogy of dentin after erosion. Bovine dentin samples were prepared (n = 84) and treated with artificial saliva (AS, negative control); APF gel (F, positive control); chitosan solution (Chi); hydrolyzed collagen solution (Col); fluoride/chitosan composi- tion (F_Chi); and fluoride/hydrolyzed collagen composition (F_Col). Erosive cycles (six cycles of immersion in orange juice for 1 min, followed by immersion in AS for 1 hr) were performed. The materials were characterized by their morphology, composition, and particle size distribution. Micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectros- copy and scanning electron were used to evaluate the dentin's inorganic chemical composition and morphology. The F_Col and F groups had a reduction in calcium loss by 17 and 26%, respectively (p < .001). Both of these groups still had a covering layer of agglomerates at the dentin surface after the erosive cycles. The fluoridated chitosan or collagen solutions improved the dentin resistance to erosion as a novel hybrid-fluoride-based material approach to provide surface protection from erosion.
Capacete Aeronáutico com Proteção Balística em Composto Polimérico Reforçado com Fibras de Para-Aramida e Fibra de Carbono
(2024) Guidugli, Luiz Felipe Peruchi de Godoy; Godoy, Sidiney Peruchi de; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy
Capacete aeronáutico com proteção Balística em composto polimérico reforçado com fibras de para-aramida e fibra de carbono
(2024) Guidugli, Luiz Felipe Peruchi de Godoy; Godoy, Sidiney Peruchi de; Gonçalves, Érika Peterson; Botezini, Ariandy; ESRA ENGENHARIA SERVIÇOS E REPRESENTAÇÃO AERONÁTICA

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