| Efeitos das mutações E484A, E484K e E484Q na proteína Spike do SARSCoV-2: Um estudo in silico |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
19/08/2022 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Jéssica de Moraes Carretone
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Danilo da Silva Olivier
- Fabio Mallmann Zimmer
- Marcos Serrou do Amaral
- Sergio Leandro Espindola Preza
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| Resumo |
A COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2 se tornou uma pandemia em
março de 2020 e desde então tem causado inúmeros prejuízos, tanto materiais quanto
em vidas. Como todos os vírus de RNA, possui alta capacidade de mutação,
principalmente na proteína Spike. O objetivo é analisar os efeitos das mutações
E484A, E484K e E484Q, em comparação com a estrutura nativa, através de Dinâmica
Molecular. Os dados de RMSD e RMSF mostraram que a variante E484K foi a que
obteve maior variação entre todas as variantes e a nativa. As variantes E484A e
E484Q mostraram comportamento semelhante à nativa. A região do laço que se liga
ao receptor ACE-2 mostrou menores valores de RMSD e RMSF em todas as variantes
e a nativa.
Palavras-chave: SARS-CoV-2, COVID-19, Spike |
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| “ESTUDO ESTRUTURAL DA CLOROFILA A COM NANO PARTÍCULAS DE PRATA: UMA ABORDAGEM COMPUTACIONAL" |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
08/07/2022 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Nayhara Bandeira Duarte Feitosa de Queiroz
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| Banca |
- Danilo da Silva Olivier
- Fabio Mallmann Zimmer
- Heberton Wender Luiz dos Santos
- Julio Alberto Peres Ferencz Junior
- Marcos Serrou do Amaral
- Sergio Leandro Espindola Preza
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| Resumo |
Nas últimas décadas, a nanotecnologia tem sido rapidamente desenvolvida e aplicada em muitos campos, como medicina, estética, indústria, tecnologia de comunicação, entre outras. As nanopartículas de prata (AgNPs) são um dos nanomateriais mais produzidos e utilizados devido à sua capacidade antimicrobiana e antibacteriana, permitindo uma ampla gama de aplicações comerciais. Com o aumento do uso e descarte de produtos produzidos com nanotecnologia, estima-se que o acúmulo de nanomateriais no meio ambiente será inevitável, com efeitos prejudiciais aos ecossistemas. Nesse cenário, também é importante entender os riscos das interações entre nanopartículas e as plantas, que são componentes fundamentais de todo o ecossistema e que estão mais potencialmente expostas às nanopartículas devido a sua constante interação com o ar, solo e água. Nas plantas, encontramos a clorofila que está dentre as moléculas mais importantes da natureza, é super versátil com atividades que não se limitam a apenas desempenhar um papel importante na natureza, mas também em várias aplicações humanas e artificiais, seja como indicador da concentração de herbicida, biomaterial, biossensor ou até mesmo na produção de gás hidrogênio. Neste contexto, o presente trabalho buscou avaliar a interação entre a clorofila e AgNPs através de técnicas de dinâmica molecular. O estudo teórico da estrutura tem sido um desafio pois como ela apresenta um íon metálico coordenado aos nitrogênio, não há parâmetros de campo de força disponíveis na literatura. Para que fosse possível realizar o estudo, foi necessário construir os parâmetros de campo de força. O mesmo foi realizado utilizando o software MCPB.py, um construtor para parâmetros de centro de metal baseado em Python que utiliza o método seminário.
Com o modelo gerado foi possível obter o estudo computacional da estrutura. As estruturas de Clorofila e feofitina foram otimizadas pelo método DFT, nível de teoria B3LYP com conjuntos de base 6-31G . As dinâmicas foram realizadas no software AMBER18, nos ensembles NpT por 200 ns. A nanopartícula foi inserida através do campo de força INTERFACE, e sua dinâmica com a clorofila foi realizada em 300 ns. Com os resultados foi possível observar diferenças significativas nas estruturas da clorofila após o tempo de dinâmica molecular, além disso os resultados obtidos nos levam a crer que a presença das AgNPs causam algum tipo de interferência no sistema. Resultados mais conclusivos, como o estudo experimental sugere, demonstrando que as AgNP podem apresentar um risco potencial para as plantas serão necessários no futuro.
Palavras-chave: Dinâmica Molecular, MCPB.py, nanopartícula de prata.
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| Síntese e caracterização de vidros teluretos modificados com gadolínio |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
25/03/2022 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Gabriel Alexsandro de Freitas Vilhalva
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| Banca |
- André Luis de Jesus Pereira
- André Luiz Martinez
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Fábio Alencar dos Santos
- Márcio da Silva Figueiredo
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| Resumo |
Nesse trabalho foram sintetizados vidros a teluretos de seguindo as seguintes equações estequiométricas 80TeO2 – (20-X) LiO2 – XGd2O3 (TLGd), 20LiO2 – (80-X)TeO2 – XGd2O3 (LTGd), 75TeO2 – (25-X) LiO2 – XGd2O3 (TGdL) e 65TeO2 – (35-x) Li2O – XGd2O3 (GdTL) pelo tradicional método de fusão/resfriamento, variando a concentrações de x em 5 mol%, com o objetivo de determinar um domínio vítreo para essa composição e investigar
suas propriedades. No processo de preparação das amostras, foi possível sintetizar três amostras vítreas, TLGd5, LTGd5 e LTGd10. Para outras concentrações, obtivemos amostras
cristalinas, vitro cerâmicas ou que não fundiram. Foram feitas medidas de FTIR, que nos indicaram que o Gd2O3 influencia e muda a característica das bandas de absorção do vidro
telureto. Com as medidas de DSC foi possível determinar temperaturas características para essa composição. Utilizando o método de Arquimedes, foram calculadas as densidades para
as amostras vítreas e comparadas com vidros teluretos puros na literatura. O espectro UV-Vis nos mostrou o comportamento da energia de gap para essas amostras e a influencia no número
de oxigênios não ligantes. Utilizando os valores de energia de gap medidos, foi possível utilizar relações para se determinar um valor teórico para os índices de refração de cada amostra vítrea. |
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| ANÁLISE DA MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA EM EFLUENTES DE ABATEDOURO BOVINO UTILIZANDO ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCÊNCIA E PARAFAC |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
10/03/2022 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Amanda Maria Tadini
- Anderson Rodrigues Lima Caires
- Bruno Spolon Marangoni
- Carlos Renato Menegatti
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Gustavo Nicolodelli
- JADER DE SOUZA CABRAL
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| Resumo |
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a Matéria Orgânica Dissolvida (MOD) dos efluentes líquidos gerados por uma indústria frigorífica em diferentes etapas de tratamento,
bem como da qualidade do corpo receptor desses efluentes, utilizando a técnica de espectroscopia de fluorescência associada ao método de análise de fatores paralelos poládico / paralelo canônico (do inglês, CP/PARAFAC) e Análise de Componentes Principais (do inglês, PCA). Carbono orgânico dissolvido (COD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e índice de humificação também foram determinados. As amostras analisadas foram coletadas no Córrego Onça e matadouro denominado “Matadouro Esperança” localizado no estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. As amostras de águas residuais superficiais foram obtidas em quatro locais, dois efluentes e dois corpos d'água: (i) entrada e (ii) saída das águas residuárias do matadouro; córrego Onça a montante e (iii) a (iv). Jusante. A MOD da água residual na entrada e saída do
sistema de tratamento do matadouro mostrou-se composto principalmente por substâncias húmicas, proteínas e clorofila, enquanto no corpo d'água receptor era constituído principalmente por substâncias húmicas. Particularmente, a diminuição dos parâmetros COD, DBQ e DQO na saída, em comparação com o sítio de entrada, confirma a biodegradação da matéria orgânica por microrganismos em compostos mais umedecidos nas lagoas biológicas que corroboram com os resultados obtidos por espectroscopia de fluorescência. Os índices de humificação para o Córrego Onça não apresentam diferenciação nos sítios a montante e a jusante, resultados esses corroborados pelas
análises físico-químicas e CP/PARAFAC. Portanto, a espectroscopia de fluorescência em conjunto com a análise multivariada (CP/PARAFAC e PCA) mostrou-se uma ferramenta
viável para avaliação da qualidade de MOD em águas residuárias de abatedouro. |
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| USO DE ESPECTROSCOPIA ÓPTICA E APRENDIZADO DE MÁQUINA PARA DIFERENCIAÇÃO ENTRE CLASSES DE RESISTÊNCIA À ABRASÃO SUPERFICIAL EM PLACAS CERÂMICAS ESMALTADAS |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
16/12/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Carlos Renato Menegatti
- Daniel Araujo Gonçalves
- Gustavo Nicolodelli
- JADER DE SOUZA CABRAL
- Valter Aragao do Nascimento
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| Resumo |
As placas cerâmicas esmaltadas são um dos materiais mais comuns em aplicações da indústria da construção. A construção civil, que é um dos setores mais importantes para o Brasil, possui uma cadeia produtiva abrangente e complexa, incluindo a
produção de insumos e seu controle de qualidade. A comercialização de produtos cerâmicos vincula algumas classificações de acordo com as características de uso e
desempenho. Para as placas cerâmicas esmaltadas, a classificação quanto a resistência à abrasão superficial é predominante no mercado. A metodologia de classificação adotada universalmente é instituída pelo Porcelain Enamel Institute (PEI). Sendo um requisito para a indústria que os produtos atinjam níveis de qualidade específicos, faz-se necessário seguir os procedimentos normativos para controle e
garantia da qualidade. A metodologia PEI utiliza-se de ensaio mecânico com abrasivos em complemento com inspeção visual para determinar a classe de abrasão superficial. No entanto, o processo implica parcela de subjetividade na análise - de modo inevitável pela etapa de inspeção visual. Portanto, a busca por métodos de ensaio que permitam parametrização estruturada em dados - de modo que se diminua ou exclua a subjetividade - pode permitir evolução em agilidade, padronização e confiabilidade. As técnicas de espectroscopia óptica possuem a capacidade de obter informações elementares de materiais e, aliadas a métodos de análise multivariada e aprendizado de máquina, possuem grande potencial analítico e de identificação de padrões. Neste trabalho, a investigação realizada avalia a capacidade de diferenciação de classes PEI 3 e 4 de placas cerâmicas esmaltadas com o uso da técnica de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) associada aos métodos
de reconhecimento de padrões com os classificadores k-Nearest Neighbour (kNN) e Support Vector Machine (SVM). Os resultados obtidos atingiram acurácia de 97% para a classificação de placas cerâmicas esmaltadas pela sua classe PEI. Isso demonstra que a utilização de técnicas de espectroscopia óptica, como FTIR, em associação aos métodos computacionais de aprendizado supervisionado tem potencial para diferenciação da classe PEI. Dessa forma, se abre um caminho para novos estudos em maior escala para que seja verificado o potencial de aplicabilidade da rotina proposta |
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| Desenvolvimento de um Sensor de Deformação a Base de Óxido de Grafeno Reduzido sobre Substrato Flexível |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
16/12/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Alem Mar Bernardes Goncalves
- Alexandre Pancotti
- Diogo Duarte dos Reis
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| Resumo |
O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento e estudo de um sensor de deformação mecânica à base de óxido de grafeno reduzido (OGr) depositado sobre substrato flexível de polidimetilsiloxano (PDMS). Consiste, ainda, no estudo do efeito da adição de nanopartículas de sílica biogênica no filme de OGr e posterior investigação do desempenho do novo sensor. Para a obtenção da nanosílica biogênica, foram utilizados métodos de calcinação combinada com lixiviação ácida, e moagem manual combinada com erosão sonoquímica. Os sensores de OGr foram produzidos pelo método de spray coating automatizado, com posterior redução térmica a laser. Para realização dos testes de deformação, foi desenvolvido um equipamento eletromecânico que, montado com um relógio comparador, possibilitou controlar de forma automatizada os alongamentos aplicados. As caracterizações morfológicas e químicas dos filmes de OG e OGr foram realizadas via microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão em energia, e difração de raios-x. Medidas elétricas realizadas mostraram que os sensores de OGr produzidos apresentaram alta sensibilidade à deformação, sendo que o maior fator de ganho (FG) observado foi de 185 em uma faixa de deformação de 0 a 4%, com resposta não linear. Os sensores decorados com partículas de sílica não apresentaram resposta mensurável à essa faixa de deformação, pois resultaram em um material isolante, provavelmente devido ao excesso de sílica adicionado à matriz de OG. |
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| DESENVOLVIMENTO DE SENSORES A PARTIR DE FILMES DE ÓXIDO DE GRAFENO FOTORREDUZIDOS APLICÁVEIS À LÍNGUA ELETRÔNICA |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
15/12/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Alem Mar Bernardes Goncalves
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Alem Mar Bernardes Goncalves
- Caue Alves Martins
- Diogo Duarte dos Reis
- Ingrid David Barcelos
- Rodrigo Gribel Lacerda
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| Resumo |
O desenvolvimento de pesquisas e aplicações tecnológicas baseadas no mecanismo
de funcionamento de pelo menos um dos cinco sentidos humanos tem sua origem na
década de 1940. Entretanto, apenas a partir da 1993 foi possível desenvolver os primeiros
modelos de língua eletrônica: dispositivos inspirados no paladar humano, munidos de
sensores com alta seletividade capazes de produzir assinaturas elétricas únicas para cada
substância analisada com o auxílio de algum método de análise matemática que facilita o
reconhecimento de padrões. Neste trabalho, foi desenvolvido um potencial sensor para
língua eletrônica a partir de filmes de óxido de grafeno reduzido via laser e utilização da
Análise de Componentes Principais (PCA). Cinco solventes (água- DI, etanol,
etilenoglicol, dimetilformamida e acetona) foram utilizados para estudar a eficiência dos
sensores e auxiliar na compreensão dos mecanismos físico-químicos envolvidos no
processo de transdução. Além dos solventes, os sensores se mostraram eficientes em
separar amostras de etanol absoluto e adulterado. |
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| Análise e Diferenciação de espécies de madeiras comerciais utilizando espectroscopia óptica no infravermelho por transformada de Fourier e análise multivariada |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
07/12/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Cicero Rafael Cena da Silva
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Everton Chaves Prates de Jesus
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Daniel Araujo Gonçalves
- Gustavo Nicolodelli
- Regiane Godoy de Lima
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| Resumo |
A madeira é um composto abundante, renovável e biodegradável com muitas aplicações úteis, constituído basicamente 50% de celulose, de 20 a 30% de lignina, 20 a 25% de hemicelulose e 2 a 5% de outros constituintes das madeiras que pode incluir lipídios, compostos fenólicos, terpenóides, ácidos graxos, ácidos de resina e ceras. No entanto, observa que a identificação de espécies de madeira é feita usualmente com base em análise sensorial humana, observando sua cor, cheiro, textura, quantidade e a distribuição dos poros como alguns dos fatores que formam a identidade de cada espécie de madeira. A análise pode ser feita a olho nu ou com auxílio de uma lente portátil de 10 vezes de aumento. A ausência de um método de análise mais robusto para classificação e rastreabilidade, independente do treinamento ou análise sensorial humana acarreta a classificação errônea da mesma, prejudicando o controle de qualidade e fiscalização da madeira comercializada, métodos tradicionais como Van Soest são aplicados dessa forma, mas demoram cerca de 3 ou 4 dias para análise.
Nesta vertente, pesquisas voltadas a associação das técnicas de Aprendizagem de Máquina (AM), juntamente a técnica de Espectroscopia de Infravermelho por Transformadas de Fourier (FTIR) para discriminar diferentes tipos de materiais, que resolvam as dificuldades dos métodos tradicionais e apresentem vantagens para implementação, como rapidez, custo, vem crescendo nos últimos anos. Com isso, este trabalho busca associar a técnica de FTIR e AM para solucionar os problemas encontrados na identificação incorreta da madeira comercial, e melhorar o tempo, custo com relação aos métodos tradicionais. Foi utilizado o espectro de absorção no infravermelho de
cinco espécies de madeira: Hymenolobium petraeum Ducke, Angelim-pedra (ANG); Gochnatia polymorpha, Cambara (CAM); Erisma uncinatum, Cedrinho (CED)Dipteryx odorata, Champagne (CHA); Goupia glabra Aubl, Peroba do Norte (PER). Os resultados demonstraram que a técnica de FTIR juntamente com análise multivariada, foram capazes de diferenciar as cinco espécies de madeira com sensibilidade e especificidade de 100%. O método desenvolvido possibilita que indústrias, laboratórios, empresas e/ou órgãos de controle possam identificar a natureza do produto após extraídos e semi-manufaturado. |
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| ESTUDO COMPARATIVO DA ENERGIA GERADA POR PLACAS FOTOVOLTAICAS COM RELAÇÃO À TEMPERATURA, UTILIZANDO SISTEMAS DE RESFRAMENTO |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
01/10/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Gabriel Ozório Linhares de Mello
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| Banca |
- Amaury de Souza
- Andrea Teresa Riccio Barbosa
- Armando Cirilo de Souza
- Flavio Aristone
- Thiago Rangel Rodrigues
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| Resumo |
A matriz energética mundial é composta por várias fontes primárias, dentre as quais os combustíveis fósseis, como o petróleo, prevalecem sobre as demais. No entanto, devido ao crescimento populacional, crises humanitárias, e ao desenvolvimento industrial e tecnológico, haverá demandas cada vez maiores de energias renováveis. Dentre essas, destaca-se a energia solar fotovoltaica (PV), por possibilitar a geração de forma limpa e descentralizada. O Brasil tem a vantagem de estar localizado em uma zona intertropical
que registra altos índices de radiação solar durante todo o ano, diferente de outros países em que essa tecnologia está mais consolidada. Do mesmo modo os estudos da conversão de energia solar em elétrica mostraram que há fatores que diminuem a produção de energia da placa PV, dentre eles a temperatura. Assim com o intuito de contribuir para a melhoria dos módulos fotovoltaica, foi realizado neste trabalho, um estudo comparativo para analisar o desempenho de potência de saída de um sistema fotovoltaico sendo resfriado por
dispositivos externos. No experimento, foram instalados dois painéis policristalino de silício de 51 watts, independentes entre eles; sendo uma placa de controle e uma placa de teste. O módulo de controle é aquele de referência, sujeito à temperatura ambiente e sem nenhum sistema de refrigeração. No módulo testado foram instalados, separadamente, três diferentes dispositivos para refrigeração. Inicialmente esses módulos foram comparados para as mesmas condições de trabalho e verificação de que apresentam produção de energia dentro dos valores estabelecidos pelo fabricante, garantindo que os estudos comparativos
em campo sejam confiáveis. Para a retirada do calor os dispositivos usados foram: um ventilador, ora atuando na superfície e ora na parte traseira da placa; um módulo termoelétrico Peltier na parte traseira da placa; e bombeamento d’água na superfície do módulo. Os resultados mostram que a produção de energia dos módulos com a ventilação, Peltier, e com água na superfície foram 2,11%, 2,24%, e 3,92% maiores que a placa de controle, respectivamente. Logo é possível identificar que há possibilidades de maximizar a eficiência da placa instalando dispositivos que possam resfriar a placa sem que haja dano a geração de energia. |
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| TRIAGEM VIRTUAL DE MOLÉCULAS COM POTENCIAL INIBIDOR DA GLUTAREDOXINA A1 DE CORYNEBACTERIUM PSEUDOTUBERCULOSIS |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/09/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Charlene Marcondes Avelar
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| Banca |
- Danilo da Silva Olivier
- Diogo Duarte dos Reis
- Fabio Mallmann Zimmer
- GUSTAVO DE MIRANDA SEABRA
- Marcos Serrou do Amaral
- Sergio Leandro Espindola Preza
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| Resumo |
A Linfadenite Caseosa é uma doenca infecciosa causada pelo microrganismo patogênico Corynebacterium pseudotuberculosis, sendo causadora de grandes perdas econômicas na pecuária
em todo o mundo. A ausência de terapias eficazes contra o patógeno abre caminho para a investigação de possíveis candidatos a drogas. Sabemos que a geração de estresse oxidativo em bactérias dificulta sua reprodução e pode levar à morte. C. pseudotuberculosis produz a proteína Glutaredoxina A1 (GrxA1), que funciona como um tampão de redução contra espécies reativas de oxigênio (ROS) e, nesse contexto, ao se compreender os aspectos das defesas bacterianas,
abordagens in silico podem auxiliar nas estratégias de inibição desse mecanismo. O presente trabalho tem como objetivo pesquisar possíveis inibidores da proteína GrxA1 de C. pseudo-tuberculosis, utilizando técnicas de biofísica computacional. Na primeira etapa, um modelo
da estrutura tridimensional da proteína em sua forma ativa foi gerado por homologia a partir do código uniprot D9Q987 com o PDB 2LQO, template obtido através do servidor SwissModel. Após a construção da estrutura, três réplicas foram refinadas a partir de simulações por Dinâmica Molecular com o programa Amber18 por 200 ns. A representação se deu através da análise de clusters, usando o método K-means com um range de 2 a 10 clusters. Utilizando o banco de moléculas DrugBank, com cerca de 8.823 mil moléculas, realizou-se Virtual Screening, com o programa AutoDockVina. Pelo critério de afinidade (menor energia de interação) foram classificados os melhores compostos e as análises foram realizadas utilizando os softwares Pymol e Discovery Studio, sendo identificados aminoácidos relevantes, bem como as interações intermoleculares, tipos e intensidades de ligações na interação proteína-ligante. Esses compostos formaram um conjunto com 26 candidatos a inibidores da proteína GrxA1 de C. pseudotuberculosis. Os resultados servem de base em estudos futuros, permitindo desenvolver
medicamentos mais eficientes, ou ainda, trazer benefícios em aplicações biotecnológicas. |
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| Engenharia Virtual da PETase termoestável da Ideonella Sakaiensis para degradação eficiente do PET |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
11/06/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
- Sergio Leandro Espindola Preza
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| Orientando(s) |
- Stéphano Andrade de Vasconcelos
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| Banca |
- Danilo da Silva Olivier
- Diogo Duarte dos Reis
- Fabio Mallmann Zimmer
- GUSTAVO DE MIRANDA SEABRA
- Marcos Serrou do Amaral
- Sergio Leandro Espindola Preza
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| Resumo |
No mundo são produzidos mais de 300 milhões de toneladas de plástico todos os anos, incluindo bilhões de garrafas plásticas. Isso é equivalente a 5 bilhões de malas plásticas. Até 2050, a população mundial chegará a 10 bilhões de pessoas, enquanto que o consumo de plástico triplicará[2]. Por conta desse grave problema optei por fazer um estudo computacional da enzima PETase que provou ser altamente eficiente na degradação da garrafa PET a uma temperatura muito mais baixa, quando comparada a enzimas homólogas. Com uso da Dinâmica Molecular conseguimos provar que a variação do pH e mutações em resíduos interfere diretamente na estabilidade térmica da PETase. |
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| Diferenciação de blendas PVA/PVP utilizando análise multivariada: Limites de aplicação do método |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
26/02/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Cicero Rafael Cena da Silva
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Daniel Araujo Gonçalves
- Gustavo Nicolodelli
- Michael Jones da Silva
- Rogerio Prataviera
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| Resumo |
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| AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE AMBIENTAL DE NANOPARTÍCULAS ÓXIDO-METÁLICAS NO ORGANISMO TESTE ALLIUM CEPA |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
24/02/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Anderson Rodrigues Lima Caires
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| Coorientador(es) |
- Valter Aragao do Nascimento
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Anderson Rodrigues Lima Caires
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Etenaldo Felipe Santiago
- RENATO GRILLO
- Samuel Leite de Oliveira
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| Resumo |
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| Construção de eletrodos porosos assistidos por ultrassom e aplicação frente à eletro-oxidação de glucose e eletroredução de O2 |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
12/02/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
|
| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Alem Mar Bernardes Goncalves
- Caue Alves Martins
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Giuseppe Abiola Camara da Silva
- Victor Hugo Rodrigues de Souza
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| Resumo |
Células a combustível alimentadas por glucose possuem dois tipos de catalisadores
biológicos ou abióticos. Catalisadores abióticos vêm ganhando espaço por apresentarem
estabilidade eletroquímica e serem biocompatíveis. Esses catalisadores são dispersos em
materiais porosos condutores, como carbon paper (CP), por diferentes técnicas, dentre as mais
usadas estão a imersão e a dispersão por spray. A dispersão por spray é rápida, reprodutível, mas
resulta em muito desperdício, enquanto que a amplamente utilizada técnica de imersão não
apresenta desperdícios, mas é lenta e não reprodutível. O interesse na construção de eletrodos
porosos se deve à direta correlação entre desempenho e boa distribuição dos catalisadores,
independentemente da aplicação. Neste contexto, nós desenvolvemos uma técnica de dispersão
em banho ultrassônico e comparamos os resultados com eletrodos construídos por imersão. Para
isso, utilizamos nanopartículas de Pt/C dispersas em CP e investigamos a atividade catalítica
desses eletrodos frente à eletro-oxidação de glucose e eletroredução de O2. As reações foram
avaliadas em pH 7 e 37 °C com objetivo de aproximar o sistema de condições fisiológicas,
visando a construção de células a combustível biológicas. O método proposto mostrou uma boa
distribuição de Pt/C, produzindo uma elevada área superficial eletroquimicamente ativa. A
elevada área aumenta o fator de frequência de colisão dos reagentes com os sítios ativos,
traduzido em aumento de densidade de corrente. Adicionalmente, o potencial de início da reação
de redução de O2 foi melhorado, resultando em um potencial de circuito aberto teórico de 800
mV. Investigamos também o desempenho de uma célula a combustível passiva de glucose/O2 do
tipo-H, a qual apresentou 834 mV de potencial de circuito aberto, muito próximo àquele
encontrado em meia célula. Além disso, os eletrodos preparados em banho ultrassônico foram
aplicados em uma célula microfluídica de glucose/O2 simulando as condições fisiológicas, em
diferentes fluxos, registrando um potencial de circuito aberto de 63,8 mV e uma densidade de
potência máxima de 11,84 μW cm-2 com o fluxo de 900 μL min-1. O uso de ultrassom auxilia a
dispersão de catalisadores, sendo assim uma técnica promissora para a construção de eletrodos
de porosos de alto desempenho, podendo melhorar a GDL de uma célula a combustível e de
eletrolisadores. |
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| Construção de eletrodos porosos assistidos por ultrassom e aplicação frente à eletro-oxidação de glucose e eletroredução de O2. |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
12/02/2021 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
|
| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Gabriella Lucia Caneppele Pereira
|
| Banca |
- Alem Mar Bernardes Goncalves
- Caue Alves Martins
- Giuseppe Abiola Camara da Silva
- GUILHERME MARIZ DE OLIVEIRA BARRA
- THIAGO SEQUINEL
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| Resumo |
Células a combustível alimentadas por glucose possuem dois tipos de catalisadores,
biológicos ou abióticos. Catalisadores abióticos vêm ganhando espaço por apresentarem
estabilidade eletroquímica e serem biocompatíveis. Esses catalisadores são dispersos em
materiais porosos condutores, como carbon paper (CP), por diferentes técnicas, dentre as mais
usadas estão a imersão e a dispersão por spray. A dispersão por spray é rápida, reprodutível, mas
resulta em muito desperdício, enquanto que a amplamente utilizada técnica de imersão não
apresenta desperdícios, mas é lenta e não reprodutível. O interesse na construção de eletrodos
porosos se deve à direta correlação entre desempenho e boa distribuição dos catalisadores,
independentemente da aplicação. Neste contexto, nós desenvolvemos uma técnica de dispersão
em banho ultrassônico e comparamos os resultados com eletrodos construídos por imersão. Para
isso, utilizamos nanopartículas de Pt/C dispersas em CP e investigamos a atividade catalítica
desses eletrodos frente à eletro-oxidação de glucose e eletroredução de O2. As reações foram
avaliadas em pH 7 e 37 °C com objetivo de aproximar o sistema de condições fisiológicas,
visando a construção de células a combustível biológicas. O método proposto mostrou uma boa
distribuição de Pt/C, produzindo uma elevada área superficial eletroquimicamente ativa. A
elevada área aumenta o fator de frequência de colisão dos reagentes com os sítios ativos,
traduzido em aumento de densidade de corrente. Adicionalmente, o potencial de início da reação
de redução de O2 foi melhorado, resultando em um potencial de circuito aberto teórico de 800
mV. Investigamos também o desempenho de uma célula a combustível passiva de glucose/O2 do
tipo-H, a qual apresentou 834 mV de potencial de circuito aberto, muito próximo àquele
encontrado em meia célula. Além disso, os eletrodos preparados em banho ultrassônico foram
aplicados em uma célula microfluídica (μFC) de glucose/O2 simulando as condições fisiológicas,
em diferentes fluxos, registrando um potencial de circuito aberto de 63,8 mV e uma densidade
de potência máxima de 11,84 μW cm-2 com o fluxo de 900 μL min-1. Esses resultados sugerem
um dispositivo em potencial, principalmente devido à selagem reversível e praticidade de
construção comparado aqueles reportados na literatura. Além de operar apenas com Pt/C
dispersas sobre eletrodos porosos, é a primeira μFC de glucose/O2 simulando condições
fisiológicas com eletrodos abióticos. O uso de ultrassom auxilia a dispersão de catalisadores,
sendo assim uma técnica promissora para a construção de eletrodos de porosos de alto
desempenho, podendo melhorar a GDL de uma célula a combustível e de eletrolisadores. A
estratégia utilizada neste trabalho pode melhorar o desempenho de sistemas eletroquímicos e
reduz o tempo investido na produção. |
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| Avaliação in vitro do potencial antimicrobiano e fotoantimicrobiano de nanoestruturas de Bismutato de Cobre e Óxido de Cobre contra bactérias gram-positiva e gram-negativa |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
26/11/2020 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Anderson Rodrigues Lima Caires
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Anderson Rodrigues Lima Caires
- Daniel Araujo Gonçalves
- Eduardo José de Arruda
- Gustavo Nicolodelli
- Heberton Wender Luiz dos Santos
- Valter Aragao do Nascimento
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| Resumo |
Controlar ou mesmo inibir o desenvolvimento de colônias de bactérias em contexto
médico e/ou laboratorial é um problema que a humanidade enfrenta há muito tempo valendose
de inúmeras tecnologias. Desde o uso de substâncias nocivas chamadas antibióticas, até
técnicas mais sofisticadas, como o uso de radiação ionizante e não-ionizante, a ciência vem
combatendo a proliferação desses microrganismos. Neste trabalho, fizemos uma avaliação
das propriedades antimicrobianas e fotoantimicrobianas de nanomateriais constituídos de
óxido de cobre e Bismutato de Cobre. Para isso, realizamos a caracterização fotofísica e
fotoquímica desses materiais e avaliamos a sua produção de espécies reativas de oxigênio
(EROs), avaliamos a liberação de íons em solução aquosa por parte dos materiais e também
realizamos ensaios biológicos em cepas Gram-positivas e Gram-negativas (S. aureus e E.
coli). Os ensaios em conjunto mostraram que os materiais têm potencial aplicabilidade para
esses fins, sendo que dos 4 designs testados, 1 deles foi capaz de inibir cepas de E. Coli,
sob a irradiação de luz azul (425 nm), com 1h30 de irradiação à irradiância de 8,3 mW/cm² à
concentração de 50 ppm. Além disso, 3 das 4 apresentaram propriedades bacteriostáticas e
frearam o crescimento das bactérias. Houve boa correlação entre a velocidade e a produção
das EROs e esses efeitos fotobacteriostáticos e fotobactericidas observados. |
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| USO DA FERRAMENTA LIBS PARA A DETECÇÃO DE RESÍDUOS NAS MÃOS APÓS DISPARO POR ARMA DE FOGO |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/06/2020 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Rodrigo Evaristo Wenceslau
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Carlos Renato Menegatti
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Diogo Duarte dos Reis
- Gustavo Nicolodelli
- JADER DE SOUZA CABRAL
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| Resumo |
Nosso país, há anos, enfrenta uma grave crise de segurança pública com número de mortes equiparáveis às guerras e pandemias. Segundo estatísticas produzidas pelo Anuário Brasileiro de Segurança Pública lançado em 2019, ocorreram no Brasil 57.341 mortes violentas intencionais no ano de 2018. Destas mortes, 70% foram praticadas com emprego de arma de fogo, percentual que se mantém estável desde o ano de 2003, quando da implementação do Estatuto do Desarmamento. Outro dado preocupante é o índice de resolução dos crimes brasileiros. Levantamentos apontam resolução de menos de 10% dos crimes praticados no país. Nesse contexto, o emprego de técnicas periciais mais modernas, eficientes, rápidas e baratas pode ajudar a melhorar os índices policiais e, consequentemente, garantir justiça à população. Nesse bojo, o estudo das armas de fogo, munições e os efeitos decorrentes dos tiros é crucial para a elucidação dos crimes. Através de coletas
nas mãos e vestes de suspeitos da prática ilícita, peritos criminais de todo o país buscam determinar a presença dos resíduos destes disparos (GunShot Residue - GSR). Para a obtenção dos resultados, diversas técnicas podem ser empregadas, desde as mais simples, como os ensaios colorimétricos a base de Rodizionato de Sódio, até as mais complexas, tais como a utilização da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Neste trabalho buscamos à aplicação da técnica espectroscópica de emissão em plasma induzido por laser (LIBS) juntamente com os métodos computacionais de aprendizado de máquina (machine learnig). Desta maneira, visa-se diminuir o tempo do processo de medida e reduzir os custos das análises da detecção de resíduos
de disparo de arma de fogo (GSR) nas mãos de um suspeito. Para desenvolver o procedimento, amostras foram obtidas comprimindo stubs com fita carbono e fitas adesivas contra a região das mãos de não-atiradores e atiradores antes e após disparos com um revólver calibre .38 Special e uma pistola calibre .40 S&W (Smith & Wesson). As fitas foram analisadas em um equipamento LIBS de bancada e os espectros foram obtidos a partir da aplicação de um pulso de laser em 20 regiões diferentes, espalhadas sobre a superfície das fitas. Os dados obtidos foram submetidos à técnica de Análise das Componentes Principais (PCA) que, aliada a métodos supervisionados de reconhecimento de padrões (KNN, SVM e EC), classificou as amostras com ou sem resíduos de GSR (atiradores e não-atiradores), obtendo-se uma acurácia superior a 95% na comparação binária (atirador/não atirador). |
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| Espectroscopia vibracional no infravermelho em soro sanguíneo para o diagnóstico da Leishmaniose Visceral e Tripanossomíase Canina |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
13/03/2020 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
- Cicero Rafael Cena da Silva
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Bruno Spolon Marangoni
- Cicero Rafael Cena da Silva
- Gustavo Nicolodelli
- Lenita Ramires dos Santos
- Michael Jones da Silva
- Samuel Leite de Oliveira
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| Resumo |
A Leishmaniose é um conjunto de doenças infectocontagiosas provocada por
parasitas do gênero Leishmania spp., transmitida por insetos da espécie flebotomíneos.
Segundo a Organização Mundial de Saúde esta é uma das principais doenças
negligenciadas de maior risco epidêmico. Sendo, incidente em cinco continentes e
endêmica em 102 países; onde, estima-se que cerca de 350 milhões de pessoas correm
riscos de infecção e surgem mais de 1,3 milhões de novos casos por ano. A forma mais
grave e letal desta doença é a L. visceral, que em áreas urbanas prevalece e ocorre com
maior frequência em populações caninas. Todavia, estes animais são em muitos casos
assintomáticos, e servem como fonte silenciosa para a transmissão em humanos. De modo
que, diagnosticar corretamente esta população impacta diretamente no controle e
erradicação do número de casos da doença. No entanto, observa-se que os métodos
tradicionais de diagnóstico, possuem uma série de impasses, que podem ser resumidas
em: custo de operação elevado, baixa sensibilidade e especificidade, além, da alta taxa de
confusão entre outras doenças parasitológicas, como a Tripanossomíase canina (TC),
causada por parasitas do gênero Trypanossoma (espécies T. evansi, T. equiperdum, T.
vivax e T.cruzi). Nesta vertente, pesquisas voltadas ao diagnóstico de doenças de difícil
identificação, como canceres, doenças virais, doenças cardiovasculares e doenças
mentais, vêm associando as técnicas de Aprendizagem de Máquina (AM), juntamente a
técnica de Espectroscopia de Infravermelho por Transformadas de Fourier (FTIR) para a
elaboração de novas formas de diagnóstico, que resolvam as dificuldades dos métodos
tradicionais e apresentem vantagens para implementação em ambiente clínico. Com isso,
este trabalho busca associar a técnica de FTIR e AM para solucionar os problemas
encontrado no diagnóstico da Leishmaniose visceral canina (LVC) e TC. Foi utilizado o
espectro de absorção no infravermelho de soro sanguíneo de 3 grupos de animais. Sendo
eles, soro negativo para LVC, soro positivo para LVC e soro positivo para TC. Nossos
resultados demonstraram que a técnica de FTIR juntamente com as técnicas de AM,
foram capazes de diferenciar indivíduos não infectados de indivíduos infectado por LVC
e TC com sensibilidade e especificidade superior a 90%.
Palavras-chave: FTIR, Leishmaniose canina, Trypanossoma evansi, Análise
Multivariada, Aprendizagem de máquina, Máquina de Suporte de Vetores, Análise de
Componentes Principais, Validação Cruzada. |
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| PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE PÓ DE VIDRO BLINDEX® PARA PRODUÇÃO DE UM REVESTIMENTO ECOLÓGICO |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
06/03/2020 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Armando Cirilo de Souza
- Caue Alves Martins
- Claudia Andrea Lima Cardoso
- Flavio Aristone
- Margarete Soares da Silva
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| Resumo |
As organizações mundiais têm se reunido e mostrado grande interesse com os problemas
envolvendo danos ambientais. Na área de materiais, o vidro representa um dos materiais
mais utilizados e aplicados em todos os setores tecnológicos e principalmente na
construção civil. Este trabalho tem como objetivo geral estudar e caracterizar amostras de
resíduos de pó de vidro Blindex® obtidos da indústria LM Vidros Temperados, situada em
Campo Grande – MS. O resíduo utilizado no estudo trata-se de uma lama advinda do
processo de lapidação para fabricação de vidros planos. A lama colhida na LM foi
desidrata por 24h a uma temperatura de 100 ºC, em seguida foram prensadas sob uma
carga de 5 ton/cm2, obtendo pastilhas com dimensões na ordem de 1.2 cm de diâmetro e
espessura 0,8 cm, outros corpos de prova foram processados utilizando uma prensa
hidráulica com capacidade de 150 ton/cm2, resultando em amostras com 10cm x 15cm x
2cm (largura x comprimento x espessura). Todas as amostras foram submetidas a
sinterizações em diferentes temperaturas com fluxo de gás inerte. Os resultados da
análise de fluorescência nos pós de vidro precursores foram enviados pela Indústria LM,
apresentando a composição dos pós do resíduo como elemento principal o óxido de silício,
seguido pelos óxidos de cálcio, sódio, magnésio, alumínio, ferro. Foram realizadas as
análises de difração de raios-X da amostra como recebida, a qual apresentou característica
de uma estrutura padrão amosfa, mas após o processo de sinterização foi observado os
picos característicos de cristais de Calcita, Cristobalita, Quartzo e baixo Óxido de Silício.
As análises de microscopia eletrônica de varredura mostraram uma distribuição
homogênea das partículas com tamanhos na ordem de 30μm e uma pequena concentração
de poros antes da sinterização, após os processos de sinterização observou uma diminuição
na densidade de poros em função da temperatura. Os corpos de prova foram submetidos ao
teste mecânico de rompimento por flexão e os resultados mostraram que os corpos de
prova sinterizados em 350°C, 550° e 600°C apresentaram os melhores módulos de ruptura.
Os resultados mostraram a necessidade de obter novos parâmetros de sinterização de
forma obter materiais com propriedades físico-química que poderão ser aplicados na
construção civil. |
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| Efeitos de Desordem em um Sistema Geometricamente Frustrado |
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| Curso |
Mestrado em Ciência dos Materiais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
28/02/2020 |
| Área |
MATERIAIS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Willian Carvalho da Silva
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| Banca |
- Antônio Carlos Ferreira Seridonio
- Diogo Duarte dos Reis
- Fabio Mallmann Zimmer
- Marcos Serrou do Amaral
- Sérgio Garcia Magalhães
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| Resumo |
A proposta deste trabalho ´e estudar a rela¸c˜ao entre desordem e frustra¸c˜ao geom´etrica. Para
isto adotamos um modelo que considera uma rede “checkerboard” com intera¸c˜oes antiferromagn´eticas entre spins primeiros e segundos vizinhos, al´em de intera¸c˜oes desordenadas apenas
entre spins primeiros vizinhos. Utilizamos a t´ecnica de “Cluster Mean Field”para abordar
analiticamente o modelo adotado. Nessa t´ecnica, a rede ´e dividida em clusters idˆenticos de
tamanho finito, com as intera¸c˜oes intraclusters calculadas exatamente (diagonaliza¸c˜ao exata).
J´a as intera¸c˜oes interclusters (entre os spins da fronteira de diferentes clusters) s˜ao aproximadas
por campos efetivos, determinados de forma auto-consistente no processo de minimiza¸c˜ao da
energia livre em rela¸c˜ao aos parˆametros variacionais. E importante ressaltar que as intera¸c˜oes ´
desordenadas intercluster s˜ao abordadas com aux´ılio do m´etodo das r´eplicas, juntamente com
uma abordagem variacional para teoria do campo m´edio com clusters. Obtidos os resultados
num´ericos, analisamos inicialmente os efeitos da frustra¸c˜ao geom´etrica no sistema com desordem desprez´ıvel, onde revelou-se uma competi¸c˜ao entre as fases Antiferromagn´etica e Superantiferromagn´etica, onde o sistema alcan¸cou m´axima frustra¸c˜ao geom´etrica quando J2/J1 = 1.0. Para intensidades J2/J1 < 1.0 (J2/J1 > 1.0) a fase antiferromagn´etica (Superantiferromagn´etica) mostrou ser favorecida em temperaturas baixas. Em altas temperaturas o sistema foi identificado na fase paramagn´etica. Em seguida introduzimos a desordem no sistema e buscamos
identificar a influˆencia da frustra¸c˜ao geom´etrica no aparecimento da fase Vidro de Spin em baixos n´ıveis de desordem. De fato, quando h´a competi¸c˜ao entre as intera¸c˜oes antiferromagn´eticas
com a desordem ´e evidente o aparacimento da fase Vidro de Spin em n´ıveis menores de desordem do que quando J2/J1 = 0.0. A fase Vidro de Spin foi alcan¸cada nos n´ıveis mais baixos
de desordem, quando o sistema estava sob a¸c˜ao de forte frustra¸c˜ao geom´etrica (J2/J1 = 1.0),
assim a mesma mostrou ser um potencializador da a¸c˜ao da desordem. |
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