Carla Cristina Schmitt Cavalheiro.

O projeto visa desenvolver um sistema solar híbrido autossustentável para degradar cefalexina e norfloxacina em efluente hospitalar simulado, combinando um reator fotoquímico (Raceway Pond Reactor) operando por fotocatálise heterogênea (WO#8323;/g-C#8323;N#8324;/TiO#8322;) ou foto-Fenton com um reator eletroquímico do tipo filtro-prensa. Todo o sistema será alimentado por painéis solares. O reator será fabricado por impressão 3D (DLP), e a operação será otimizada por metodologia de superfícies de resposta. Serão avaliadas a atividade antimicrobiana residual, cinética de degradação, e a identificação dos produtos por cromatografia e espectrometria de massas, além de análises in silico de ecotoxicidade e lipofilicidade dos subprodutos.

O ensino contemporâneo de Química integra fundamentos clássicos e o uso de instrumentação moderna, essencial para compreender e aplicar os conhecimentos em contextos industriais e de pesquisa. No IQSC, embora o curso seja de excelência e conte com diversos equipamentos, ainda há defasagens em algumas disciplinas no que se refere à instrumentação disponível, além da necessidade de modernização de parte do parque de equipamentos da graduação. Este projeto visa propor a atualização, aquisição e manutenção de equipamentos didáticos, promovendo a reestruturação dos laboratórios de ensino e a revisão dos roteiros experimentais. A iniciativa busca alinhar-se às diretrizes da Pró-Reitoria de Graduação, contribuindo para a modernização curricular e garantindo aos alunos formação técnica atualizada e compatível com as exigências do mercado e da pesquisa científica.

Projeto de Pesquisa com direcionado a aplicação tecnológica, parceria com empresa, inovação e viabilidade comercial. Projeto de Pesquisa Aplicada PIPE/FAPESP - Pesquisadores do IQSC participaram como pesquisadores principalis e associados. Desenvolvimento de uma resína líquida dental fotopolimerizável para impressão 3D de guias cirúrgicos e placas oclusivas, ampliando o acesso a produtos inovadores na área odontológica.

Projeto de Pesquisa com ênfase em aplicação tecnológica, parceria com empresa, inovação e viabilidade comercial. EMBRAPII - UE - IFSC/USP O projeto visa a produção e caracterização de membranas porosas de quitosana e arglas para aplicações biomédicas, com foco na cicatrização de feridas e na liberação controlada de agentes antimicobianos e fatores de crescimento fotoativáveis.

Trata-se de um projeto de Auxílio à Pesquisa na modalidade de Pesquisador Visitante Internacional. O Prof. Mieczyslaw Lapkowski da Silesian University of Technology (Polônia) realizou a continuação da colaboração iniciada há 4 anos no âmbito do projeto Biomolec do programa FP7-Peoples com a Profa. Agnieszka J P Maule. Para esta visita/colaboração foi dada a continuação das investigações relativas às membranas condutoras iônicas a base de macromoléculas naturais assim como, filmes finos para aplicação em dispositivos eletroquímicos. para as pesquisas desenvolvidas pela Profa. Agnieszka. Durante sua estada o Prof. Lapkowski ofereceu seminários sobre avanços no campo de pesquisa sobre polímeros condutores e que iiniciou a colaboração com nosso grupo de pesquisas.

O presente projeto propõe o estudo das propriedades refletivas dos dispositivos eletrocrômicos contendo macromoléculas naturais e/ou sintéticas como eletrólitos poliméricos. A montagem das janelas será feita através da junção das camadas eletrocrômicas com as camadas de contra eletrodo constituídas de CeO2-TiO2, tendo o eletrólito na forma de membranas condutoras iônicas a base de macromoléculas naturais, tais como, agar, pectina, gelatina e DNA ou sintéticas, desenvolvidas em nossos laboratórios. A análise e caracterização das janelas eletrocrômicas serão efetuadas através das medidas eletroquímicas e espectroscópicas verificando o índice de contraste entre estado colorido e transparente, valores de cargas inseridas/extraídas, janela de potencial de funcionamento, assim como, o número de ciclos e tempo de coloração/descoloração e tempo de memória do dispositivo em circuito aberto. Além disso, propõe se o estudo dos parâmetros LAB, do sistema CIELAB 1976 através das medidas de reflectância em janelas com diferentes composições visando correlacionar a sua composição com os parâmetros obtidos. No sentido de desenvolvimento de possíveis aplicações práticas também será investigada a possibilidade de obtenção de dispositivos flexíveis usando PET/ITO e refletivos usando aço inox. Também será testado o uso de eletrodos com cores complementares à camada eletrocrômica primária como, por exemplo, o WO3 junto com o poli(etileno dioxitiofeno) (PEDOT), para obter maiores índices de contraste. (AU)

Descrição: Advances in two-photon induced photochemistry (2PP) have led to recent commercial 3D micro-printing workstations for a wide range of applications such as photonics, biology, micro-electronics, medicine and MEMs. The technological and scientific importance of 3D printing can be justified by Obama's speech on state of the union in February 13, 2013 that 3D printing has the potential to revolutionize the way we make almost everything. It means that 3D printing will permit to fabricate more customized products, with complex 3D structures, and material compositions at lower costs and production times. Thus, it is already worldwide recognized as strategic for the competitive renewal of manufacturing industry. This project is part of an international collaborative research to develop 2PP as a high-speed laser 3D printing technology of materials as diverse as polymers, ceramics, metals, and semi-conductors, and biomaterials. At USP Sao Carlos it will concentrate on the nonlinear photochemistry of natural macromolecules to develop the basis of a new step of 3D printing with nature friendly materials and processes.

Neste projeto bilateral visa-se interligar a cooperação científica e tecnológica entre
grupos de Fotoquímica Instituto de Química da Universidade de São Carlos
(IQSC/USP) e o Centro de Pesquisa e Transferência de Santiago del Estero (CITSECONICET)
no Universidade Nacional de Santiago del Estero da Argentina na área de
nanociência e nanotecnologia direcionadas a físico-química e fotoquímica aplicada. O
objetivo comum do núcleo é promover e incentivar a formação conjunta de pósgraduação
de RH nessas áreas, o uso sinérgico de materiais e recursos instrumentais e
intercâmbios acadêmicos entre centros de investigação do Mercosul.
Especificamente o projeto levanta a síntese fotoquímica in situ de nanopartículas
metálicas em matriz de hidrogéis de argila e copolímeros entrecruzados, a fim de obter
novos materiais nanoestruturados com potencial utilização na retenção e libertação
controlada de NPS como imobilizador e transdutor meios enzimas em bioelectrodes,
filmes com atividade antimicrobiana, etc.

A polimerização fotoiniciada é um processo amplamente utilizado em várias aplicações práticas, dentre as quais se podem mencionar seu uso na área de odontologia (restaurações e selantes), tintas (secagem e cura), e fotomicrolitografia (placas e circuitos impressos). Na maioria dos trabalhos são estudados estes processos em forma global e as modificações nas formulações ou procedimentos, para obter características específicas dos polímeros, são feitas em forma empírica. Em nossos trabalhos tentamos determinar os parâmetros físico-químicos fundamentais das reações elementares envolvidas nos processos globais visando determinar os mecanismos globais de polimerização, assim com estabelecer correlações entre as propriedades dos materiais e as condições de polimerização. Assim, estamos propondo a continuação dos estudos deste tipo com ênfase especial nas reações elementares que ocorrem na iniciação da fotopolimerização por novos iniciadores ou misturas, nas fotopolimerizações na presença de micropartículas. Em todos os casos, objetiva-se a determinação dos mecanismos globais das reações de polimerização em função das velocidades dos processos elementares individuais. Da mesma forma, serão determinados os rendimentos de polimerização globais e correlacionados com os rendimentos quânticos das etapas fotoquímicas. Por outro lado, serão estudadas propriedades físicas e químicas dos polímeros obtidos e sua dependência com as condições das polimerizações, através das influências das velocidades de polimerização nas estruturas dos materiais. Paralelamente, estão sendo estudados processos que podem levar à degradação e fotodegradação de polímeros. Estes estudos incluem estudos da degradação de polímeros em filmes, solução e estado sólido, visando possíveis metodologias de eliminação de materiais poliméricos poluentes. Nestes casos, também é feita uma aproximação aos mecanismos globais através do estudo dos processos elementares. (AU)

Os estudos de nanocompósitos são focados na metodologia da preparação, caracterização de suas estruturas e investigações de propriedades térmicas, mecânicas. No que diz respeito à preparação destes nanocompósitos, será investigada a polimerização fotoinciada in situ de um derivado n-alquil metacrilato/argila. Em adição a esse estudo será feita a caracterização térmica dos nanocompósitos polímeros-argila e deverão ser avaliadas as proprieddes de inchamento desses materiais. Os n-alquil metacrilatos possuem estrutura química que contém uma cadeia principal com característica polar e grupos laterais flexíveis apolares, os polímeros formados a partir destes compostos (poli(n-alquil metacrilatos)) possuem um grande número de aplicações que são devidas às suas excelentes propriedades elétricas, mecânicas, de transparência e leveza O poli(2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), apresenta na sua estrutura grupamentos hidroxilas, por essa razão é um polímero hidrofílico. Como possui conteúdo de água semelhante ao dos tecidos vivos é considerado um hidrogel biocompatível. Embora PHEMA é biocompatível foi encontrado certos compostos prejudiciais para o corpo humano na sua bio-aplicações, tais como HEMA monômero, que é o principal produto de degradação térmica do polímero. O estudo do comportamento térmico do PHEMA e a determinação de produtos de degradação térmica não tem sido um assunto amplamente discutido na literatura. Uma revisão dessa mostra poucos trabalhos publicados sobre o assunto. O mesmo objetivo de estudo citado acima é muito menos explorado para o caso de PHEMA-argila nanocompósitos.Uma situação oposta é encontrada com relação aos estudos de inchamento para o PHEMA, pois, devido às suas características hidrofílicas, é importante conhecer como se comportam os equilíbrios de absorção de moléculas de água, já que, essa é uma propriedade útil nas aplicações práticas desse material. O estudo da absorção e difusão de líquidos orgânicos em polímeros é uma área de investigação que possui várias aplicações. Dentre elas, estão incluídas a liberação controlada de fármacos e pesticida, osmose reversa, entre outras. O uso de polímeros entrecruzados em membranas e recobrimentos faz com que o estudo desses materiais frente a líquidos seja de grande importância técnica. O comportamento de absorção e de difusão de vários solventes orgânicos através de uma série de membranas poliméricas tem sido bastante estudado. Em contrapartida, este não é caso para nanocompósitos poliméricos em que apenas alguns casos específicos foram investigados. Dessa maneira, além da preparação de nancompósitos de PHEMA / SWy-1 e de sua caracterização química e estrutural será

rogramme PEOPLE Call ID FP7-PEOPLE-2009-IRSES Proposal N 247544 acronym: BIOMOLEC The main objective is to render the well known, biodegradable and renewable biopolymers which are DNA and collagen stable and applicable in photonics and in molecular electronics by an appropriate functionalization. Materials with controllable charge mobility for application in molecular electronics and particularly for solar energy conversion and in smart windows will be obtained. Also by functionalization of these biopolymers with photoactive chromophores such as intramolecular charge transfer (CT) molecules will give highly responsive second order nonlinear optical (NLO) materials interesting for applications in photonics. Combination of both charge mobility and second-order NLO properties will make these materials of interest for optical signal processing through the photorefractive effect (light amplification and image recognition). Also rendering DNA and collagen partially conducting, with controlled charge mobility will make these materials very interesting for application in molecular electronics, particularly in field effect transistor. The existence of polar order in DNA containing CT molecules will favorize charge separation, important in application of these materials in solar energy conversion.

Estudos de fotoestabilidade de poli(ácido acrílico) diminui a capacidade de água quando expostos a luz solar por períodos longos. Para reduzir esse tipo de efeito polímeros/montmorilonita nanocompósitos vem sendo desenvolvidos para produzir um material que seja menos susceptível quando expostos a luz. A preparação de nanocompósitos poliácido acrílico/montmorilonitas não é simples, pois há a necessidade de modificar a montmorilonita para conseguir-se a intercalação do polímero. Inicialmente serão utilizadas montomrilonitas organofílicas para garantir uma melhor interação entre as moléculas dos monômeros e as argilas e por outro lado garantir um espaçamento interlamelar maior. Esses compósitos serão caracterizados e numa segunda etapa, serão preparados filmes dos compósitos que serão irradiados com luz UV-/vis em diferentes tempos. Para se avaliar se há modificação na propriedade de inchamento deverão ser realizados experimentos de grau de inchamento dos filmes após os diferentes tempos de exposição na luz.

Compósitos são materiais que contém pelo menos duas fases de natureza e características próprias que, ao se unirem em único material, apresentam propriedades resultantes diferentes dos materiais originais.As principais vantagens dos nanocompósitos comparadas ao polímero puro são: melhorar as propriedades mecânicas, estabilidade térmica e redução da flamabilidade, entre outras. Um componente frequentemente empregado na obtenção dos nanocompósitos poliméricos é a argila.Nos estudos relacionados à preparação dos nanocompósitos, em uma primeira etapa, esse trabalho pretende contribuir para o entendimento dos processos de intercalação dos polímeros nos nanocompósitos. Para isso, será investigada a estrutura e dinâmica dos polímeros intercalados. A metodologia utilizada na preparação dos nanocompósitos será o método de intercalação em solução e fotopolimerização in situ.Considerando a necessidade de esclarecimentos a respeito do mecanismo de fotopolimerização na presença de partículas de argila modificadas e não modificadas, assim como a relação entre os mecanismos envolvidos na síntese e sua relação com as propriedades do compósito obtido, torna-se indispensável um estudo detalhado da cinética de fotopolimerização. As interações que ocorrem entre os componentes do sistema antes da polimerização e a relação entre essas informações com as propriedades do compósito resultante deverão ser consideradas.No que diz respeito à caracterização, o foco central desta proposta será relacionar as propriedades e estrutura do material preparado em função de seus componentes de partida.A incorporação de argilas, como cargas, em resinas dentárias pode ser útil para melhorar as propriedades mecânicas e resistência ao desgaste do material. Essa melhora nas propriedades mecânicas pode estar relacionada com as interações polímero-argila baseadas na nanoescala inerente às partículas de argila. Dessa maneira, em uma segunda etapa deverão ser investigadas as reações de polimerização fotoiniciadas em modelos de resinas dentárias contendo diferentes proporções de argilas organofílicas.Muitos trabalhos descrevem propriedades dos nanocompósitos polímeros/silicatos, mas pouca atenção tem sido dada para seu comportamento de fotodegradação. Considerando-se que degradação fotooxidativa é um fator crítico para materiais poliméricos, tanto na fase de processamento, quanto nas suas utilizações, deverão ser investigados o comportamento destes materiais frente à irradiação continua. Os resultados serão analisados do ponto de vista morfológico por técnicas de microscopia e do ponto de vista mecânico e de estabilidade térmica através de técnicas termoanalíticas. (AU)

Muitos trabalhos descrevem propriedades dos nanocompósitos polímeros/silicatos, mas pouca atenção tem sido dada para seu comportamento de fotodegradação. A degradação fotooxidativa é um fator crítico para materiais poliméricos em seus processos e utilização. Assim, a presente proposta numa primeira etapa tem como objetivo preparar e caracterizar nanocompósitos de argila/polímero e numa segunda etapa estudar a fotodegradação dos compósitos de argila/polímero. Para este estudo serão preparados nanocompósitos de poli(óxido de etileno) (PEO)/montmorilonita SWy-1. Estes compósitos são novos materiais com potencial para a utilização em vários campos de aplicação. A natureza hidrofílica do PEO apresenta uma importante vantagem para sua preparação com silicatos hidrofílicos. A investigação de nanocompósitos envolve uma série de estudos, desde a purificação das argilas, passando pela preparação dos nanocompósitos, até a sua caracterização final. Cada etapa representa uma investigação particular, que merece ser analisada, pois o resultado final do nanocompósito argila/polímero vai depender do tipo e das propriedades particulares de cada argila, assim como do modo pelo qual o polímero é incorporado. Por outro lado, os estudos cinéticos de fotodegração irão contribuir ao entendimento dos mecanismos envolvidos para fotodegração do polímero quando intercalado na argila.

Considerando a importância econômica da fotodegradação de polímeros, e a estabilização deste tipo de materiais, em alguns casos ou a aceleração da degradação, em outros, provocada pela adição de corantes, pretende-se realizar investigações sobre a fotoestabilidade de derivados de tioxantonas contidos em matrizes poliméricas. Tais estudos são importantes para avaliar a eficiência do corante como fotoprotetor ou sua fotoestabilidade, pois o corante pode se decompor em presença de luz causando descoramento do material ou a própria degradação do polímero. Tais estudos serão efetuados usando-se técnicas espectrofotométricas, fluorimétricas, fotólise por pulso de laser, entre outras. Os produtos de fotodegração serão caracterizados, com o propósito de estabelecer os mecanismos desta decomposição. Efeitos na fotólise dos corantes inseridos em polímeros também deverão ser estudados, usando-se as técnicas descritas acima. Os trabalhos serão desenvolvidos nos laboratórios do Grupo de Fotoquímica do IQSC/USP, que dispõe de infra-estrutura e experiência prévia neste tipo de trabalho.

Considerando a importância econômica da fotodegradação de polímeros, e a estabilização deste tipo de materiais, em alguns casos ou a aceleração da degradação, em outros, provocada pela adição de corantes, pretende-se realizar investigações sobre a fotoestabilidade dos corantes contidos em matrizes poliméricas. Tais estudos são importantes para avaliar a eficiência do corante como fotoprotetor ou sua fotoestabilidade, pois o corante pode se decompor em presença de luz causando descoramento do material ou a própria degradação do polímero. Tais estudos serão efetuados usando-se técnicas espectrofotométricas, fluorimétricas, fotólise por pulso de laser, entre outras. Os produtos de fotodegração serão caracterizados, com o propósito de estabelecer os mecanismos desta decomposição. A interação de outros estabilizantes, comumente usados nas formulações poliméricas, com os corantes, assim como seus efeitos na fotólise dos corantes inseridos em polímeros também deverão ser estudados, usando-se as técnicas descritas acima. Os trabalhos serão desenvolvidos nos laboratórios do Grupo de Fotoquímica do IQSC/USP, que dispõe de infra-estrutura e experiência prévia neste tipo de trabalho. (AU)

Desde que polímeros obtidos a partir da polimerização fotoiniciada de diacrilatos apresentam importantes aplicações em variados ramos da industria e na odontologia, o estudo do processo de cura desses compostos é, por exemplo, de muita importância para o desenvolvimento de novos materiais que apresentem características melhoradas para serem aplicados nessas áreas. Portanto, o estudo das propriedades de resinas experimentais obtidas através da polimerização utilizando diferentes sistemas de fotoiniciação, após a fotoativação com luz halógena e do tipo LED é crucial para a expansão no desenvolvimento de novos materiais. O grau de conversão das ligações duplas no produto final (resina) depende dentre outros fatores da estrutura química dos monômeros (dimetacrilatos) utilizados e das condições de polimerização, isto é, da temperatura, da intensidade e do tipo de luz (halógena ou do tipo LED) utilizado e das propriedades do sistema fotoiniciador. Dessa forma o grau de conversão considerando a influência de todos esses fatores será avaliada por FTIR.Técnicas de análise térmica (TG, DSC e DMA) serão utilizadas para caracterizar os polímeros (resinas) preparados, com a avaliação dos efeitos da variação das condições experimentais (sistema iniciador, composição de monômero no polímero e tipo e intensidade da fonte de excitação) nas propriedades finais do material.

O processo de adsorção de surfactantes catiônicos baseia-se na troca dos cátions inorgânicos que estão presentes na partícula de argila e que são trocados pelos sais de amônio quaternário, resultando numa argila orgânica que tem entre uma de suas aplicações a capacidade de remover contaminantes orgânicos de soluções aquosas. O processo de adsorção de surfactantes é dependente do pH, força iônica, temperatura, tamanho da cadeia e estrutura do surfactante. Neste estudo pretende-se investigar a adsorção de brometos de alquilamônios em uma argila do tipo montmorilonita variando-se o tamanho da cadeia alquilica do surfactante. A metodologia a ser empregada está baseada nas mudanças que ocorrem na mobilidade das partículas de argila quando surfactantes são adicionados a suspensão em função do tempo. Essas variações estão associadas ao tamanho e estrutura do surfactante e deste modo será investigado o mecanismo de adsorção destes sais de amônio sobre partículas de argila em suspensão, para este estudo serão realizadas medidas de potencial zeta. Será também investigado a agregação e desagregação das argilas em função da variação da concentração de surfactante através da técnica de espalhamento de luz.

Através das técnicas da fotolitografia e eletropolimerização combinadas, produzir filmes espontaneamente moldado. A fim de obter-se materiais com uma resposta eletroquímica de maior qualidade. (AU)