Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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    Desempenho mecânico de argamassas com incorporações híbridas de resíduo de scheelita e fibras de sisal tratadas quimicamente
    (2021-12-14) Noronha, Thaynon Brendon Pinto; Codes, Rodrigo Nogueira de; Codes, Rodrigo Nogueira de; Oliveira, Marília Pereira de; Silva, Walney Gomes da
    A substituição da areia por resíduo da mineração na indústria da construção pode minimizar os impactos negativos provocados pela extração exacerbada de areia, tais como: erosão, inundação e seca. A incorporação de fibras de sisal em argamassas pode melhorar suas propriedades mecânicas e contribuir com a indústria do sisal, que mesmo possuindo relevância socioeconômica, está declinando no Brasil. Este trabalho tem como objetivo avaliar, quanto ao desempenho mecânico, a viabilidade técnica da substituição integral da areia por resíduo de scheelita em argamassas cimentícias reforçadas com 0,2%, em volume, de fibras curtas (30 mm) de sisal. Com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas das fibras, elas foram tratadas quimicamente em duas etapas, sendo elas: solução de hidróxido de sódio NaOH 5% e mistura de NaOH 5% e peróxido de hidrogênio H2O2 16%. Para averiguar os efeitos dos tratamentos nas fibras foram realizados ensaios de colorimetria, molhabilidade, DRX e MEV. Para avaliar a viabilidade técnica da substituição da areia por resíduo foram realizados dois ensaios mecânicos no estado endurecido, sendo eles: resistência à tração por compressão diametral e flexão. Nos ensaios de tração na flexão, para obter os campos de deslocamento e deformação, foi utilizada a técnica de Correlação Digital de Imagens (CDI). A substituição da areia pelo resíduo se mostrou viável tecnicamente, pois todas as argamassas de resíduo apresentaram resistências superiores quando comparadas à argamassa convencional. Os tratamentos melhoraram as propriedades mecânicas da fibra na argamassa, pois as formulações com fibras tratadas apresentaram melhores resistências quando comparadas com as misturas com fibras não tratadas. A utilização de fibras só não se mostrou viável nas argamassas com resíduo, pois reduziu sua resistência à tração e flexão. A técnica de CDI permitiu gerar gráficos tensão x deformação e calcular a abertura das fissuras. Pelos gráficos, observou-se que as faixas de deslocamento inferiores se deformaram mais que as superiores. Pelas aberturas das fissuras, constatou-se que a adição de fibra diminuiu a abertura e propagação das fissuras
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    Cálculos AB initio dos espectros infravermelho e raman de dois diastereoisômeros da ioimbina
    (2022-04-18) Bezerra, Pablo Peterson Lima; Bezerra, Eveline Matias; Costa, Roner Ferreira da; Bezerra, Eveline Matias; Costa, Roner Ferreira da; Freire, Valder Nogueira; Silva, José Júnior Alves da; Maia Júnior, Francisco Franciné
    A ioimbina é um alcaloide indólico com fórmula química C21 H26 N2 O3 (17a-hydroxy- yohimban-16a-carboxylic acid methyl ester) que interage com os receptores a2-, a1- adrenérgicos e as enzimas monoamino oxidase e colinesterase os quais são responsáveis pelos efeitos farmacológicos. É isolado da planta Pausinyastalia yohimbine e raízes de Rauwolfia, especialmente de espécies da família Apocynaceae. A ioimbina apresenta efeitos alucinógeno, analgésico, antidiurético e efeitos afrodisíacos sendo muito utilizada no tratamento da disfunção erétil. É estimulante do sistema nervoso central e periférico induzindo hipertensão. Os efeitos sedativos e a depressão respiratória que acompanham a administração de xilazina são antagonizados e revertidos pela ioimbina. No presente tra- balho, dois diastereoisômeros da ioimbina são estudados: ioimbina e beta-ioimbina. Cál- culos ab initio foram realizados utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT) com o funcional híbrido de troca e correlação B3LYP e o conjunto de bases 6-311++G(d,p) para os dois diastereoisômeros na fase gasosa usando o programa Gaussian09 para obtenção das propriedades estruturais e vibracionais da ioimbina e beta-ioimbina. Primeiramente, foi realizado estudo de Scan Relaxado na Superfície de Energia Potencial para obtenção da conformação de mais baixa energia para as moléculas em estudo. Em seguida, as es- truturas de menor energia foram reotimizadas através da mesma metodologia e obtidos os espectros infravermelho (IR) e Raman. Adicionalmente, foram assinalados todos os mo- dos normais de vibração característicos de cada diastereoisômero utilizando o programa VEDA. A geometria e frequências vibracionais dos dois diastereoisômeros da ioimbina (ioimbina e beta-ioimbina) foram bem determinadas usando os métodos teóricos. Através do coeficiente de correlação entre as frequências obtidas para os dois diastereoisômeros, r 2 = 0, 99992, verifica-se que há uma forte correlação entre as frequências dos dois dias- tereoisômeros. Por fim, na molécula de ioimbina, foi identificado um pico em torno da frequência de 550 cm 1 , na qual não foi encontrado presente na molécula de beta-ioimbina, Portanto, pode-se distinguir as duas estruturas por esse parâmetro, ja que nesta região os assinalamentos presentes referem-se a posição atómica da hidroxila, principal (senão o único) diferenciador estrutural entre as duas moléculas. sugerindo assim que seja possí- vel identificar estes compostos em misturas através dos espectros IR e Raman
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    Oxidação por plasma eletrolítico do titânio, usando larguras de pulsos compatíveis com a duração das micro descargas
    (2022-08-30) Frutuoso, Francisca Geidilany Saraiva de Oliveira; Alves Júnior, Clodomiro; Alves Júnior, Clodomiro; Cruz, Nilson Cristino da; Vitoriano, Jussier de Oliveira
    No processo de oxidação eletrolítica por plasma (PEO), micro descargas são produzidas na superfície de titânio imersa em um eletrólito apropriado, aplicando uma tensão maior que a ruptura dielétrica do filme de óxido. Durante esta fase de descarga, que dura entre 30 e 300 μs, muitas espécies são transferidas do eletrolítico para a superfície produzindo os revestimentos. No presente trabalho, pulsos de corrente elétrica com duração de 50 μs e 100 μs foram utilizados para interromper as micro descargas e, assim, controlar o processo de PEO. O efeito da duração do pulso, usando diferentes densidades de corrente e ciclos de trabalho, foi investigado pelas mudanças no consumo de energia, além das propriedades topográficas, microestruturais, químicas da superfície, e molhabilidade a fim de atender aos requisitos de uma superfície hipotética para liberação de drogas de implantes de titânio. Foi demonstrado que as superfícies tratadas com duração de pulso de 50 μs apresentaram poros uniformes e diâmetros médios menores, melhores relações anatase/rutilo e cálcio/fósforo do que aquelas tratadas com pulsos de 100 μs. Nossos resultados revelam que, utilizando um pulso de corrente de 50 μs, o processo apresenta menor consumo de energia e propriedades mais adequadas para uso em implantes de titânio com liberação controlada de fármacos. Observou-se que todas as condições de tratamento geram superfícies hidrofílicas, que a exposição a luz UV diminuiu os ângulos de contato e que após guardadas por algum tempo as amostras sofrem envelhecimento o que às leva a perda do comportamento hidrofílico característico das camadas PEO de TiO2
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    Estudo da formação de proteína corona em nanopartículas de ouro com uso do web-servidor de docking molecular: patchdock
    (2022-07-29) Santos, Filipe Lima dos; Bezerra, Eveline Matias; Costa, Roner Ferreira da; Bezerra, Eveline Matias; Costa, Roner Ferreira da; Saraiva, Rogério de Aquino; Freire, Valder Nogueira
    Nanopartículas de ouro (AuNPs) são sistemas nanométricos com comprimentos de até 100 nm em pelo menos uma das suas dimensões. O interesse nesse tipo de material deve-se as suas notórias características, podendo atuar no tratamento e diagnóstico de di- versos tipos de câncer. Um efeito bastante interessante que ocorre quando esses materiais estão presentes no meio biológico é a formação de uma coroa de proteínas em sua super- fície denominada de proteína corona. Esse efeito pode ser estudado a partir de técnicas in vitro, in vivo, e in silico. As técnicas de docking são ferramentas de estudo in silico que servem para tentar prever a melhor interação entre duas moléculas em um meio e, assim, determinar as propriedades dessa iteração. Essas técnicas podem estar contidas em pacotes computacionais, ou em servidores disponíveis em páginas HTTP. A maioria dos servidores web que trabalham com o docking de moléculas estão limitados a traba- lharem com o encaixe de componentes de tamanhos bem inferiores em comparação com as nanopartículas. No presente trabalho foram analisados servidores capazes de encaixar uma molécula proteica em uma nanopartícula, determinando as melhores possibilidades de encaixe que podem ocorrer entre proteínas de maior abundância no corpo humano como, por exemplo, a albumina sérica (6WUW, HSA) e a lisozima (1REX, LSM), e na- nopartículas de forma coloidal e com tamanhos de 3, 4, 6, 8 e 16 nanometros. A partir dos servidores estudados, concluímos que o único Web-Servidor capaz de realizar o en- caixe proteína@nanopartícula de forma isolada foi o PatchDock. A partir das análises dos encaixes realizados por ele foi possível perceber que com o aumento do diâmetro das nanopartículas a lisozima reduz os graus de liberdade de iteração de sua molécula com a nanopartícula, e vai ganhando uma maior acomodação na superfície da nanopartícula, mas com a albumina ocorre o efeito contrário a albumina se acomodou a superfície das nanopartículas de menor diâmetro com maior afinidade do que nas nanopartículas maio- res. Os resultados mostraram que em geral a proteína albumina tem mais afinidade com as nanopartículas de ouro quando comparada com a lisozima
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    Uso da bucha vegetal (Luffa cylindrica) como reforço em compósitos com resina de poliéster
    (2022-01-31) Paula, Edgley Alves de Oliveira; Melo, Rafael Rodolfo de; Silva Júnior, Manoel Quirino da; Silva Júnior, Manoel Quirino da; Melo, Rafael Rodolfo de; Silva Júnior, Manoel Quirino da; Mattos, Adriano Lincoln Albuquerque; Medeiros Neto, Pedro Nicó de
    A preocupação da humanidade com a preservação do meio ambiente e a utilização dos recursos renováveis, tem proporcionado um grande interesse nos compósitos reforçados com fibras naturais, principalmente para serem utilizado na substituição de fibras sintéticas. Diante disso, o objetivo da pesquisa foi desenvolver um compósito com matriz polimérica de poliéster ortoftálica reforçadas com fibras da bucha vegetal e híbrido com fibras de vidro. Para isso, caracterizou-se as propriedades físicas (densidade, teor de umidade, absorção de água e inchamento em espessura) e mecânicas (resistência à tração, resistência à flexão e dureza Rockwell) dos compósitos produzidos. O processo de fabricação foi realizado por prensagem à frio em um molde fechado. Aplicou-se um Delineamento Inteiramente Casualizado com duas repetições para cada tratamento avaliado, e comparação de médias de Tukey (95% de confiança). Os resultados mostraram que o reforço da bucha vegetal promoveu uma diminuição na densidade do compósito, sendo o valor 1,01 g/cm3. Nos testes de resistência à tração, o compósito reforçado com a bucha apresentou um valor de 10,29 MPa. Já nos testes de resistência à flexão, apresentou um valor de 18,04 MPa. Quando o reforço de bucha é utilizado na formação do compósito híbrido, os resultados apresentaram ótimo desempenho quando submetidos à flexão, com um valor de 105,12 MPa. De modo geral, os compósitos reforçados com a bucha vegetal e híbrido, apresentam propriedades físicas e mecânicas distintas que os possibilitam para serem utilizados em diferentes aplicações, de acordo com as suas características. Esses materiais ainda tem a vantagem de possuir um componente biodegradável, sustentável e leve
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    Tratamento de tubos de alumínio por PEO: uma alternativa para o desenvolvimento de superfícies seletivas de radiação empregadas em coletores solares fototérmicos
    (2022-09-09) Costa, Bruno Maia da; Alves Júnior, Clodomiro; Alves Júnior, Clodomiro; Tavares, Matheus de Medeiros; Cruz, Nilson Cristino da
    A oxidação eletrolítica por plasma (PEO) apresenta-se como uma alternativa na criação de superfícies seletivas de radiação empregadas em coletores solares fototérmicos, visto que, no alumínio, um dos possíveis materiais utilizados na fabricação dos tubos empregados nesses sistemas, o revestimento superficial obtido apresenta resultados que vão desde o aumento da sua resistência à corrosão, e ao desgaste, boa estabilidade térmica, bem como melhorias em suas propriedades ópticas e térmicas. Nessa técnica é possível produzir uma superfície oxidada e porosa permitindo a existência de armadilhas ópticas que retêm a radiação nos poros e consequentemente aumenta absorção de calor. Entretanto, o gasto energético para sua aplicação ainda é considerado elevado para indústria. Embora o PEO possibilite o processamento de peças com geometria complexa ou de grande porte, o tratamento de superfícies tubulares, ainda é pouco explorado na comunidade científica. Este trabalho tem como objetivo revestir tubos de alumínio aplicando PEO, com a finalidade de examinar sua eficiência enquanto superfície seletiva de radiação e quais condições experimentais resultaram em melhor custo energético- benefício. Para isso, tubos de uma liga de Al 6060, com 12,7 mm de diâmetro, 1,5 mm de espessura da parede e 50 mm de comprimento foram tratados por PEO numa solução eletrolítica de silicato de sódio com uma concentração de 2 g. L-1, densidade de corrente de 900 A.m-2, utilizando uma fonte de corrente unipolar pulsada (CC), aplicando três ciclos de trabalho diferentes: 40, 50 e 60%, em tratamentos que duraram 2 e 4 min. Após aos tratamentos, as superfícies tratadas foram avaliadas quanto a sua microestrutura e propriedades óticas. Os resultados do tratamento por PEO mostraram a formação de uma superfície porosa de Al2O3 sobre os tubos, cujo tamanho e distribuição de poros variaram com as condições de tratamento. Superfícies com maior porosidade apresentaram uma maior absorção térmica, enquanto a variação dos ciclos de trabalho e do tempo de tratamento, com aplicação do plasma em altas frequências, possibilitaram um controle energético do processo de maneira significativa