No dia 14/12/2023 o pesquisador Arthur Poester Cordeiro defendeu sua Tese de Doutorado intitulada “mRNA Encapsulation in Lipid Nanoparticles Formulations for Macrophage-Based Immunotherapy and Pulmonary Lung Delivery”.

Resumo: “Nas últimas décadas, o uso de agentes terapêuticos baseados em ácidos nucleicos tem sido amplamente investigado para o desenvolvimento de terapias genéticas, tornando-se uma estratégia interessante para o tratamento de diversos tipos de doenças pulmonares, desde condições hereditárias até câncer. A imunoterapia pode ser feita pela modulação de células do sistema imunes inato, como os macrófagos. A administração de mRNA requer um transportador apropriado capaz de evitar sua degradação, e garantir sua expressão sem gerar efeitos colaterais indesejados.

Nesse contexto, as nanopartículas lipídicas (NPLs) são atualmente a melhor plataforma aprovada pela FDA para a administração in vivo de mRNA. No entanto, para maximizar ainda mais os benefícios das terapias baseadas em mRNA, é preferível direciona-las diretamente ao local-alvo específico. Assim, o objetivo deste trabalho foi propor uma formulação de NPLs para a encapsulação de mRNA e investigar o uso dessas NPLs para a entrega pulmonar de medicamentos como ferramenta de imunoterapia baseada em macrófagos.

Duas formulações à base de lecitina foram investigadas para a encapsulação do mRNA-Revilla em emulsão dupla água/óleo/água (A/O/A) usando duas abordagens diferentes de emulsificação ultrassônica. Ambas as formulações e abordagens de emulsificação permitiram a produção de NPLs submicrométricas estáveis e capazes de encapsular a molécula de mRNA. A presença de cera de abelha na formulação promoveu a inibição completa de células HEK 293T nas concentrações testadas. A formulação composta apenas por lecitina de soja e Crodamol mostrou-se o sistema de entrega de mRNA mais promissor, com uma eficiência de encapsulação de 31% e com baixos níveis de citotoxicidade em células Vero.

No entanto, a expressão de mRNA em células HEK 293T não foi detectada usando o sistema de entrega a base de lecitina de soja e Crodamol. A aplicação de ultrassom com uma sonda invertida para promover a emulsificação não comprometeu a integridade do mRNA. Dessa forma, lecitina de soja e Crodamol têm o potencial de serem usados como formulação alternativa para a encapsulação e entrega de mRNA. Em seguida, oito formulações diferentes de NPLs contendo mRNA-FLuc foram preparadas pela técnica de autoagregação por adição gota-a-gota, e avaliadas para a entrega direcionada de mRNA a macrófagos.

Todas as formulações apresentaram tamanho submicrométrico, estabilidade coloidal e níveis de encapsulamento acima de 80%. A mistura lipídica provou ser um aspecto crucial na entrega e expressão do mRNA, impactando o nível de bioluminescência in vitro das células RAW 264.7 e K7M2. A combinação de SM-102, DOPE e β-sitosterol teve o melhor nível geral de transfecção em células de macrófagos. Finalmente, formulações de NPLs de autoagregação contendo mRNA-FLuc foram preparadas pelo método de microfluídica, o que impactou significativamente o tamanho das NPLs, atingindo um nível de encapsulamento de 90%l.

A entrega pulmonar in vivo da formulação composta por DLin-MC3-DMA/DSPC/colesterol/DMG-PEG carregada com mRNA-FLuc foi investigada em camundongos Balc/c, com a expressão de mRNA-FLuc apresentando um pico de bioluminescência após 6 h. O rastreamento das NPLs usando o corante DiD revelou sua presença in vivo e ex vivo nos pulmões, assim como no fluido de lavagem broncoalveolar (BALF). No entanto, mesmo sendo observada in vivo e ex vivo nos pulmões, a expressão de mRNA-FLuc não foi detectada no BALF.

Assim, as NPLs são uma estratégia promissora para promover a entrega direta de mRNA aos pulmões, e o ajuste da formulação lipídica pode ser usado para direcionar as NPLs aos macrófagos, para o desenvolvimento de uma ferramenta de imunoterapia.”

Nossos Parabéns ao Novo Doutor e aos orientadores da pesquisa!

No dia 12/12/2023 a pesquisadora Yessica Alexandra Rodriguez Gaviria defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Rótulos Inteligentes Contendo Antocianinas da Casca de UvaNanoencapsuladas para Aplicação como Indicadores de Mudanças de pH”.

Resumo: “As antocianinas (ACNs) são um pigmento natural responsável pelas cores vermelhas, azuis e roxas em muitas frutas e vegetais como, por exemplo, uva, açaí, jambolão, berinjela e batata roxa. Estes compostos têm diversas aplicações na indústria de alimentos devido às suas propriedades de pigmentação e benefícios para a saúde, porém, são consideradas relativamente instáveis e podem degradar-se facilmente em determinadas condições. Alguns fatores que podem contribuir para a instabilidade das antocianinas incluem pH, temperatura, luz e oxigênio. Uma forma de estabilizá-las é através da sua encapsulação.

Assim, neste trabalho foram encapsuladas antocianinas (ACN-NPs) da casca de uva Isabella em nanopartículas de quitosana, e estas foram incorporadas em rótulos inteligentes à base de poli(vinil álcool) (PVA), utilizados como indicador de mudanças de pH em camarão fresco. As ACNs foram extraídas da casca de uva pelo método de extração sólido-líquido. O solvente utilizado foi uma solução aquosa acidificada (0,35 % de ácido clorídrico) de pH final igual a 1,15. A extração foi realizada em shaker a 40 °C por 80 min.

Os ensaios de nanoencapsulação foram realizados para proporções em massa de quitosana (CS) e tripolifosfato de sódio (TPP) iguais a 1:0, 5,  1:0, 6 e 1:0, 7. As caracterizações das nanopartículas foram feitas pela avaliação do tamanho de partícula, estabilidade, eficiência de encapsulação (EE), estrutura e composição. Os rótulos foram produzidos pela técnica casting, analisados e aplicados em camarão refrigerado, com a objetivo de avaliar a possibilidade de aplicação em alimentos. O extrato obtido apresentou coloração roxa intensa, com quantidade de ACNs totais de 3052,05 ± 39,79 mg/100 g de casca seca.

Das diferentes relações CS:TPP (m/m) estudadas a melhor foi 1:0, 5, devido a sua estabilidade ao longo do tempo, apresentando uma EE de 59, 8 % e tamanho de partícula de 291 ± 4, 50 nm. A interação entre as ACNs e a quitosana é medida por meio de ligações de hidrogênio, que indicaram sucesso na encapsulação do extrato de uva. Os resultados dos rótulos revelaram que não houve diferença significativa (𝜌>0.05) na cor dos rótulos com ACNs livres em comparação com o rótulo contendo ACNs encapsuladas; as micrografias do SEM mostraram que todos os rótulos eram homogêneos e compactos; a presença de ACNs não alterou a umidade; a espessura aumentou com a presença de ACNs nos rótulos; as avaliações de sensibilidade à pH e amônia mostraram a eficiência de mudança de cor dos rótulos.

O teste de fotodegradação à luz, mostrou que a incorporação de ACNs encapsuladas nos rótulos teve um efeito protetor sobre as antocianinas contra os tratamentos de calor e luz e ajudou a preservar a cor original do rótulo. Finalmente, o teste de aplicação do rótulo contendo ACNs encapsuladas mostrou ter potencial para detectar alterações na qualidade dos alimentos.”

Nossos Parabéns a Nova Mestra e aos orientadores da pesquisa!

No dia 11/12/2023 o pesquisador Ígor Henrique de Mello Rodrigues Ciolin defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Crosslinked Gelatin Nanocarriers for Hydrophilic Drugs”.

Resumo: “A gelatina é um biopolímero natural hidrofílico obtida a partir da hidrólise do colágeno e amplamente utilizada como parte na síntese de dispositivos biomédicos, principalmente, por sua biodegradabilidade, biocompatibilidade e baixa toxicidade. Entretanto, devido a sua pobre resistência mecânica e baixa estabilidade térmica tem sido usualmente modificada para fins biomédicos específicos. A rica cadeia de aminoácidos e a presença de grupos funcionais diversos permite a síntese de biomateriais com características desejáveis e propriedades aprimoradas.

Neste sentido, os poli(β-aminoésteres), PBAEs, tem emergido como um valioso nanocarreador (NC) de fármacos por aumentar a permeabilidade a membranas e devido as características inerentes às aminas terciárias e aos ésteres, como capacidade pH-responsiva e biodegradabilidade. Portanto, neste estudo, objetivou-se a síntese de nanopartículas (NPs) hidrofílicas, biocompatíveis e biodegradáveis, “acriladas” e/ou reticuladas para servirem como NCs de fármacos também hidrofílicos em aplicações biomédicas.

Para tanto, nanogéis e hidrogéis de PBAEs à base de gelatina modificada foram sintetizados e caracterizados. A reação de adição de aza-Michael foi empregada para desenvolver os hidrogéis utilizando 1,4-butanodiol diacrilato como reticulante em solução. As GNPs “acriladas” e/ou reticuladas foram preparadas via polimerização interfacial com o mesmo reticulante em miniemulsão inversa e/ou seguida de fotopolimerização por radicais livres, utilizando-se um fotoiniciador.

A gelatina pura foi caracterizada quanto ao peso molecular (GPC e SLS), propriedades físicas, térmicas e grupos amino primários livres (ensaio com TNBS). Os hidrogéis sintetizados foram caracterizados por FTIR, DRX, TGA, DSC, grau de modificação (), razão de intumescimento e pela teoria de Flory-Rehner, já para as GNPs, avaliou-se o tamanho de partícula e índice de polidispersão, potencial zeta, , eficiência de encapsulação e morfologia. A gelatina possui peso molecular em torno de  = 539.127 g∙mol^-1 e ε = 0,305 mmol de lisina∙g_gelatina^-1. Hidrogéis com  entre 26,4 e 62,9% foram obtidos e a incorporação do reticulante foi verificada pelos espectros de FTIR e DRX. Em relação à gelatina pura, a estabilidade térmica dos hidrogéis apresentou ligeira redução para as formulações com maiores , sendo este comportamento, atribuído ao efeito plastificante do reticulante utilizado. Foi observado um aumento na razão de intumescimento e no tamanho da malha da rede com o aumento do .

Adicionalmente, para as GNPs foram obtidos  entre 45,6 e 70,4% e partículas com diâmetros médios entre 185 a 202 nm e distribuição de tamanhos estreita (PDI < 0,2). Para as GNPs redispersas em diferentes pH e a 37 ºC, os potenciais zeta negativos foram associados à contribuição de diversos efeitos observados. A máxima eficiência de encapsulação nas GNPs redispersas foi de 34,5% com 11,2 μg_DOX∙g_polímero^-1 encapsulada. Estruturas aproximadamente esféricas com diâmetro médio de 499,3 ± 178,5 nm foram observadas pela microscopia eletrônica de transmissão.

O estudo de fluorescência por microscopia óptica confirmou o encapsulamento da DOX, no entanto, não foi possível obter informações conclusivas a respeito do encapsulamento e liberação do fármaco a partir da microscopia confocal. Contudo, hidrogéis e nanogéis com propriedades ajustáveis foram desenvolvidos como potenciais plataformas biocompatíveis e biodegradáveis para o encapsulamento e entrega de fármacos hidrofílicos para fins biomédicos”.

Nossos Parabéns ao Novo Mestre e aos orientadores da pesquisa!

Entre os dias 01 e 04 de outubro de 2023 aconteceu, na cidade de Salvador, o 24° Congresso Brasileiro de Engenharia Química (COBEQ), onde participaram diversos professores e alunos de pós-graduação do LCP.

Dentro do tema de Transição Energética e Desfossilização, que foi a temática central do congresso, a doutoranda Luisa Fusinato Isago apresentou oralmente a pesquisa desenvolvida em sua dissertação de Mestrado, tendo como título “Monólitos porosos de Si(Co)N e Si(Co)C como suportes catalíticos para reação de hidrólise de borohidreto de sódio”.

Neste trabalho foram produzidas cerâmicas derivadas de polímeros (PDCs) dopadas com cobalto (Co), com o objetivo de serem utilizadas como suportes catalíticos na reação de hidrólise do borohidreto de sódio, enfatizando a geração de hidrogênio verde. Ao final, cerâmicas porosas dopadas com cobalto foram preparadas pela rota PDC, resultando em nanocatalisadores. Os materiais obtidos foram avaliados na hidrólise de uma solução aquosa alcalina de borohidreto de sódio a 40 °C e uma considerável taxa de produção de hidrogênio foi obtida para ambos materiais, destacando-se o proveniente do silazano PHPS.

Por esta apresentação, a doutoranda Luisa foi premiada como destaque científico desta temática.

Parabéns a todos envolvidos nesta pesquisa!

No dia 21/09/2023 a pesquisadora Thaiane Andrade Cruz defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Evaluation of Thermal and Catalytic Pyrolysis of Hardwood and Softwood Kraft Lignin”.

Resumo: “Nesta pesquisa, o papel dos processos de degradação térmica e catalítica da valorização da lignina como uma alternativa sustentável para substituir recursos fósseis no setor energético e na produção de produtos químicos de valor agregado, foi explorado. A lignina, um polímero aromático complexo composto por unidades guaiacil, siríngil e p-hidroxifenil, oferece caminhos promissores para a geração de compostos aromáticos oxigenados e aromáticos. No entanto, sua diversa composição estrutural pode influenciar significativamente a composição dos produtos.

Foram realizadas a pirólise térmica de dois tipos distintos de lignina Kraft, derivados do Eucalyptus spp e do Pinheiro, como hardwood e softwood, respectivamente, a três temperaturas (500, 600 e 700 °C) usando um reator de leito fixo. Foi empregada uma análise abrangente, incluindo análises próximas e últimas, FT-IR, TGA/DTG com deconvolução, ss-NMR e GC-MS para caracterizar as propriedades físicas e químicas das ligninas e avaliar a distribuição dos produtos no bio-óleo e bio-carvão.

Destaca-se, entre os resultados, o papel crítico do grupo metoxila (-OCH₃) na pirólise da lignina e a prevalência da decomposição do guaiacol como uma via proeminente para a geração de hidrocarbonetos aromáticos e aromáticos oxigenados, com a hardwood favorecendo a produção de siringol. O conteúdo de grupo metoxila afetou os rendimentos dos produtos: a lignina softwood apresentou um rendimento de bio-carvão mais elevado (14-18 wt.%), enquanto a lignina hardwood exibiu um rendimento de gás mais elevado (13-22 wt.%). A produção de bio-óleo também foi afetada pela temperatura, responsável por converter fenóis do tipo S em fenóis do tipo G, monofenol ou catechol em temperaturas mais elevadas. Essa conversão aumenta a produção de bio-óleo, explicando o maior rendimento da lignina hardwood a 700°C (14,74 wt. %) e da lignina softwood a 500°C (14,59 wt. %).

O estudo também investigou a conversão termoquímica catalítica da lignina usando um catalisador comercial, como o ZSM-5. Dada sua complexidade estrutural, a fonte de lignina torna-se um fator crucial na composição do produto. Para avaliar as propriedades do catalisador, foram realizadas análises BET e BJH, análises X e FT-IR de piridina, seguidas de TGA/DTG acopladas com deconvolução para avaliação da degradação catalítica. Uma análise de covariância também foi empregada para avaliar as dependências funcionais entre vários fatores que afetam os rendimentos dos produtos.

A pirólise térmica revela que o bio-óleo da lignina softwood apresentou maiores quantidades de compostos do tipo guaiacol, juntamente com certos hidrocarbonetos aromáticos e aromáticos policíclicos. Por outro lado, a lignina hardwood produziu maiores quantidades de compostos do tipo siringol. Em ambos os casos, as temperaturas elevadas resultam no aumento da produção de cetonas, sendo este o componente predominante do produto líquido. As principais descobertas revelaram o potencial do ZSM-5 na redução do conteúdo de oxigênio na composição do bio-óleo.

No entanto, a fonte de lignina foi o fator predominante na formação dos componentes não oxigenados, particularmente aromáticos (BTX). Por exemplo, o bio-óleo da lignina softwood/ZSM-5 continha maiores quantidades de aromáticos devido à decomposição do guaiacol, enquanto o bio-óleo da lignina hardwood apresentou um aumento em aromáticos oxigenados. No geral, os compostos oxigenados no bio-óleo da lignina hardwood diminuíram apenas 3,7%, enquanto os compostos não oxigenados aumentaram 1%. Em contraste, os compostos oxigenados diminuíram cerca de 52% e os compostos não oxigenados aumentaram 41,6% no bio-óleo da lignina softwood. Portanto, o ZSM-5 exibiu uma maior afinidade pela softwood do que pela hardwood.

Este trabalho destacou a lignina como uma promissora fonte renovável para aplicações energéticas e químicas, oferecendo informações valiosas para a otimização do processo e seleção do catalisador, visando soluções sustentáveis baseadas em lignina.”

Nossos Parabéns a Nova Mestra e aos orientadores da pesquisa!

No dia 18/09/2023 a pesquisadora Luisa Isago Fusinato defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Cobalt Doped Si-Based Polymer-Derived Ceramics for Sodium Borohydride Hydrolysis”.

Resumo: “No contexto da transição energética e dos esforços para a descarbonização da economia, o hidrogênio (H2) destaca-se como um vetor energético altamente versátil. Dentre os materiais de armazenamento de hidrogênio, os hidretos metálicos surgem como uma opção viável devido à sua alta capacidade de armazenamento de hidrogênio. Notavelmente, o borohidreto de sódio (NaBH4) se destaca como um hidreto metálico proeminente. Tradicionalmente, metais nobres têm sido empregados como catalisadores para liberação de hidrogênio de NaBH4 devido à sua alta eficiência. No entanto, estes metais são raros e caros, o que levou a uma maior atenção nos últimos anos para os metais de transição.

Entre os catalisadores à base de metais de transição, os à base de cobalto são altamente atrativos devido à sua alta atividade e baixo custo. A hidrólise do NaBH4 é considerada severa em termos de condições químicas, levando à deterioração estrutural de muitos suportes catalíticos. Assim, o desenvolvimento de suportes catalíticos que possam suportar tais condições sem perder a atividade catalítica, preferencialmente com possibilidade de recuperação para reutilização, tem sido um desafio recente.

Cerâmicas avançadas, particularmente aquelas produzidas através da rota Polymer-Derived Ceramic (PDC), são candidatas proeminentes no campo de suportes catalíticos. Utilizando esta rota é possível obter materiais onde a estrutura do silício pode ser dopada com nanocristais metálicos para atuarem como catalisadores, apresentando uma abordagem promissora na área de suportes catalíticos.

Neste estudo, foram desenvolvidos três materiais cerâmicos derivados de polímeros dopados com cobalto. Utilizou-se cloreto de cobalto (II) como precursor metálico e três polímeros pré-cerâmicos: alilhidridopolicarbosilano (AHPCS), peridropolissilazano (PHPS) e poli(metilvinil)silazano (HTT). A caracterização dos materiais foi feita por análises de TGA, FTIR, XRD e XPS.

Os resultados mostraram que cerâmicas à base de silício dopadas com cobalto foram obtidas com sucesso pela rota PDC. Os materiais produzidos foram testados na reação de hidrólise de borohidreto de sódio para avaliar sua atividade catalítica, resultando em taxas variadas de geração de hidrogênio nas quatro temperaturas testadas. Os valores variaram de 34 a 7.641 mL min-1 gcat-1, com o melhor resultado sendo de 7.641 mL min-1 gcat-1 para o catalisador PHCo2.5 testado a 353 K, sendo este um valor muito promissor.

Além disso, este catalisador passou por testes contínuos de reutilização, apresentando resultados muito interessantes. Após quatro ciclos de uso contínuo, foi observada apenas uma diminuição de 26% na conversão de NaBH4. O catalisador foi então lavado com água deionizada e submetido novamente à reação de hidrólise, resultando em uma diminuição de 29% na conversão após quatro ciclos.

Estes resultados demonstram que os materiais produzidos têm potencial para serem explorados como suportes catalíticos para a reação de hidrólise do borohidreto de sódio, apresentando resultados muito promissores em termos de taxa de geração de H2 e também em termos de possibilidade de reuso. Espera-se que este trabalho possa contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias no contexto de um futuro baseado em fontes de energia limpas e em vetores energéticos renováveis como o hidrogênio.”

Nossos Parabéns a Nova Mestra e aos orientadores da pesquisa!

No dia 15/09/2023 a pesquisadora Julia Lemos de Oliveira defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Coencapsulation of Doxorubicin and Indocyanine Green in Functionalized Polyglobalide Nanoparticles”.

Resumo: “O câncer é uma doença complexa e que demanda uma grande atenção por parte da comunidade científica. Diversas abordagens são utilizadas para combater essa afecção, porém os tratamentos convencionais apresentam efeitos colaterais tóxicos, afetando a qualidade de vida dos pacientes. Desta forma, o uso da fototerapia, a fotodinâmica e a fototérmica, surgem com intuito de mitigar esses efeitos.

Uma das tendências no campo da terapia fototérmica e fotodinâmica é o uso de nanopartículas poliméricas (NPs) para encapsular fármacos fotossensibilizadores e quimioterápicos, como o Indocianina Verde (ICG) e a Doxorrubicina (DOX), respectivamente. Essas NPs aprimoram o efeito terapêutico combinado, aumentando a eficiência da terapia, fornecendo uma liberação controlada e direcionada dos agentes terapêuticos.

Além disso, a funcionalização das NPs com a Albumina Sérica Bovina (BSA) possibilita melhorias terapêuticas, pois permite maior acumulação das NPs nas regiões tumorais, aumentando a eficácia do tratamento. Aliado a isto, o desenvolvimento de polímeros biocompatíveis e biodegradáveis (carreadores de fármacos) vem sendo estudado extensivamente nas últimas décadas. A classe dos poliésteres emerge como uma classe promissora como alternativas para materiais tradicionais, onde destaca-se o goli(globalide) (PGl), que exibe um grande potencial de aplicações.

Assim, o presente trabalho relata a síntese de PGl por polimerização enzimática por abertura de anel. O polímero obtido foi usado na preparação de NPs pelo método de dupla emulsão com a evaporação de solvente e na encapsulação de ICG e DOX. Adicionalmente, as NPs obtidas foram funcionalizadas com BSA.

Por fim, os materiais obtidos foram caraterizados e foram aplicados na linhagem de células de melanoma para causar sua apoptose.”

Nossos Parabéns a Nova Mestra e aos orientadores da pesquisa!

Entre os dias 5 e 8 de setembro de 2023 aconteceu, na cidade de Potsdam (Alemanha), o 14th International Workshop on Polymer Reaction Engineering, onde participaram as alunas de doutorado Clara Dourado Fernandes e Heloísa Bremm Madalosso, juntamente com a Professora Claudia Sayer.

Dentro do tema de desenvolvimento de polímeros para reciclagem e biodegradabilidade, a doutoranda Heloísa Bremm Madalosso apresentou oralmente o trabalho desenvolvido durante seu doutorado entitulado “Molecular weight distributions and thermal properties of polyesteres synthesized via enzymatic ring opening (e-ROP) copolymerization of macrolactones”.

Neste trabalho, a influência da razão entre os monômeros ꞷ-pentadecalactona e globalide foi estudada afetando as propriedades térmicas e a distribuição de massa molar o copolímero poli (globalide-co-ꞷ-pentadecalactona) (PGlPDL), sintetizado via polimerização enzimática por abertura de anel. Poliésteres derivados de macrolactonas são conhecidos por suas propriedades favoráveis a aplicações biomédicas, como biodegradabilidade, biocompatibilidade e apropriadas características mecânicas.

Por esta razão, este trabalho também abordou a conformação do copolímero PGlPDL em scaffolds via electrospinning para posterior aplicação em engenharia tecidual. Posteriormente, visando modificar as propriedades químicas da superfície do scaffold, realizou-se a funcionalização do material com cisteína via tiol-eno, seguida por bioconjugação com colágeno. O scaffold bioconjugado com colágeno apresentou-se como promisor para aplicação em engenharia tecidual voltada para regeneração de ossos, uma vez que apresentou melhoras na viabilidade celular e mineralização de células pre-osteoblastas, bem como superfície hidrofílica e apropriadas propriedades térmicas para esta aplicação.

Por esta apresentação, a doutoranda Heloísa foi premiada pela melhor palestra realizada no evento dentre todos os doutorandos participantes.

Parabéns a todos envolvidos nesta pesquisa!

No dia 28/08/2023 a pesquisadora Regilene de Sousa Silva defendeu sua Tese de Doutorado intitulada “Processo Híbrido de Destilação por Membranas e Oxidação Fenton para Recuperação de Águas Residuais Têxteis”.

Resumo: “O tratamento de efluentes têxteis é um processo fundamental para reduzir os impactos ambientais da indústria têxtil, que é conhecida por gerar uma grande quantidade de efluentes líquidos. Dentre os diversos métodos de tratamento disponíveis, a Destilação por Membrana (DM) foi identificada como uma tecnologia promissora para a recuperação de águas residuais têxteis. No entanto, a incrustação e o molhamento da membrana são considerados um dos principais problemas que limitam a aplicação da DM em grande escala. Esses problemas não devem ser negligenciados, pois o acúmulo de incrustantes nas membranas está associado à ineficiência do processo.

Nesse contexto, a presente tese tem como objetivo potencializar o desempenho da DM com o desenvolvimento de membranas inovadoras e integração de processos de oxidação na recuperação de águas residuais têxteis sintéticas e reais. Assim, este estudo foi dividido em duas etapas principais: A primeira etapa envolveu a integração da Coagulação/Floculação (CF) e do processo Fenton com a DM, e formaram os processos integrados CF-DM e Fenton-DM. No CF-DM, o foco principal foi a avaliação do processo integrado na recuperação de águas residuais de diferentes cenários da indústria têxtil.

Foram realizadas análises físico-químicas e a avaliação toxicológica das amostras das águas residuais, assim como as caracterizações das membranas antes e após o processo DM. Foi possível verificar que os valores do fluxo permeado aumentaram após o uso do processo integrado, que o CF-DM reduziu o fator de incrustação das membranas, e taxa de 100% de rejeição de cor foi obtida. No Fenton-DM, o foco foi determinar a viabilidade deste processo para aumentar a recuperação de água e garantir uma melhor eficiência das membranas na DM. As caracterizações físico-químicas das águas residuais e as caracterizações de membranas também foram executadas. A composição do efluente mostrou que o processo Fenton-DM removeu efetivamente todas as partículas suspensas nos efluentes estudados. As análises morfológicas revelaram que a estrutura da membrana permaneceu intacta durante a operação do Fenton-DM, indicando que o Fenton-DM tem capacidade de melhorar o desempenho das membranas DM; Na segunda etapa, e a maior novidade deste estudo, membranas catalíticas de PTFE e PVDF tipo Fenton foram desenvolvidas e aplicadas na DM para tratar águas residuais têxteis. As membranas catalíticas tipo Fenton foram fabricadas por inversão de fase e impregnação contendo catalisadores de Fe₃O₄ e Fe₂O₃. As caracterizações das membranas foram realizadas para comprovar o sucesso da fabricação das membranas catalíticas do tipo Fenton.

O fluxo de permeado, a rejeição de cor, a estabilidade do processo e o aparecimento de incrustação nas membranas foram estudados. Os resultados mostraram que as membranas catalíticas desenvolvidas apresentaram estruturas assimétricas, com os catalisadores de tipo Fenton distribuídos homogeneamente, com alta hidrofobicidade, alta estabilidade térmica, elevada rugosidade, valores de LEP (Pressão de Entrada do Líquido) excelentes e elevada resistência mecânica. Essas membranas demonstraram alta atividade na catálise de reações do tipo Fenton, que também levam a um excelente desempenho anti-incrustante.  O uso das membranas catalíticas na DM resultou no aumento dos fluxos de permeado e taxas de rejeição de cor de 100% para todas as membranas. Além disso, as membranas catalíticas desenvolvidas neste estudo são eficazes para reduzir a concentração de corantes nas soluções de alimentação (retido), consequentemente aliviando a incrustação da membrana na DM.

Portanto, este trabalho mostra aplicações práticas da DM, para superar as suas desvantagens no tratamento de efluentes têxteis, mostrando que os processos estudados são estratégias promissoras para aumentar a remoção de poluentes e controlar a incrustação da membrana, e pode contribuir para a consolidação da DM para aplicação na indústria têxtil.”

Nossos Parabéns a nova Doutora e aos orientadores da pesquisa!

No dia 24/08/2023 a pesquisadora Juliana da Silva Zanatta defendeu sua Qualificação de Tese de Doutorado intitulada “Síntese de Monômeros e Polímeros a Partir de Compostos Oriundos de Recursos Renováveis”.

Resumo: “Dada a limitação da disponibilidade futura de recursos fósseis e a crescente conscientização ambiental, a demanda pela química verde está cada vez mais em destaque. A utilização de matérias-primas renováveis é um passo fundamental na indústria química para torná-la mais sustentável. Nesse sentido, na área de materiais poliméricos as pesquisas vêm sendo direcionadas para o uso de monômeros, solventes e aditivos provenientes de fontes renováveis. Dentre estes compostos de origem renovável, destacam-se os carboidratos, os óleos vegetais e os terpenos devido ao seu custo relativamente baixo, pronta disponibilidade e possibilidades de utilização como matérias-primas em aplicações de alto valor agregado. Assim, este trabalho tem como objetivo a síntese de monômeros e polímeros a partir de compostos oriundos de recursos renováveis como o ácido 10-undecenoico; 1,3-propanodiol e β-mirceno, através de diferentes reações de esterificação e polimerização via radicais livres”

Nossos Parabéns a Pesquisadora e aos orientadores da pesquisa!

Aconteceu nos dias 04 e 05 de agosta, o “CTC de portas abertas”. Durante esses dois dias repletos de empolgação e aprendizado, o evento reuniu alunos do ensino médio de escolas públicas e privadas, com intuito de mostrar a realidade da graduação para estes alunos.

Esta iniciativa é extremamente relevante e valiosa e permite que os estudantes tenham uma visão mais clara e realista do que é a experiência universitária, possibilitando que eles façam escolhas mais informadas e conscientes em relação ao seu futuro acadêmico e profissional.

Obviamente que o LCP não ficou de fora deste evento e com imensa satisfação, apresentou algumas das suas linhas de pesquisas.

Gostaríamos de expressar nossa profunda satisfação e apreço a cada um de vocês que tornaram o evento “CTC de Portas Abertas” um sucesso inesquecível.

Foram dias verdadeiramente marcantes, repletos de aprendizado, interação e inspiração, e tudo isso só foi possível graças à presença e participação calorosa de todos os envolvidos.

Esperamos sinceramente que o “CTC de Portas Abertas” tenha sido uma experiência enriquecedora para cada um dos participantes, e que tenha despertado novas ideias, parcerias e oportunidades para o futuro.

Você é um apaixonado pela ciência e busca a oportunidade de mergulhar de cabeça em pesquisas inovadoras e desafiadoras?

Então, temos uma notícia imperdível para você!

Está aberta a seleção para Bolsistas de Iniciação Científica do nosso renomado Laboratório!

Tema: Lacases imobilizadas em suportes poliméricos de PP-PS/PAN com morfologia núcleo-casca.

Interessados entrar em contato pelo e-mail: danyelle.gurgel@gmail.com

A Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PósENQ) da Universidade Federal de Santa Catarina, no uso de suas atribuições legais, torna público o Edital de Processo Seletivo para o preenchimento das vagas nos cursos de Mestrado e de Doutorado em Temas de Estudo da Área de Concentração de Desenvolvimento de Processos Químicos e Biotecnológicos para o terceiro trimestre letivo de 2023.

Maiores informações, acesse o link:

https://posenq.posgrad.ufsc.br/processo-seletivo/edital-de-processo-seletivo-2023-ii/

No dia 18 de junho foi comemorado o Dia do Químico, uma data especial dedicada a homenagear os profissionais que se dedicam ao estudo, pesquisa e aplicação da química em diversas áreas. Esses especialistas desempenham um papel fundamental na sociedade, contribuindo para o desenvolvimento de novos materiais, medicamentos, processos industriais e muito mais.

Como parte das celebrações do Dia do Químico, uma palestra intitulada “O profissional de P&D nas indústrias” foi realizada para os profissionais da Química da Anjo Tintas, em Criciúma SC, em uma oportunidade única de aprendizado e troca de conhecimentos.

A palestra foi ministrada pela pesquisadora de Pós-doutorado Dra. Letícia Alves da Costa Laqua, foi uma experiência enriquecedora para todos os participantes. A Dra. Letícia é reconhecida por suas contribuições no campo da química e tem sido uma líder inspiradora para muitos profissionais.

Durante a palestra, a Dra. Letícia destacou a importância dos profissionais de P&D e do Controle de Qualidade, uma vez que esses profissionais desempenham um papel fundamental na competitividade, inovação e sustentabilidade dos negócios empresariais.

A palestra foi um verdadeiro sucesso, inspirando os participantes a refletirem sobre o impacto positivo que a sua atuação tem na sociedade e que são componentes essenciais para o sucesso das empresas. Eles promovem a inovação, a melhoria contínua, a conformidade regulatória, a eficiência dos processos e a satisfação do cliente. Investir nessas áreas é fundamental para garantir a competitividade, a sustentabilidade e o crescimento no mercado empresarial.

Aconteceu do dia 12 a 15 de junho, em Florianópolis SC, o 67° Congresso Brasileiro de Cerâmica (67°CBC), que é o evento mais importante da área no Brasil!

No dia 14 de junho, a pesquisadora de Pós-doutorado Dra. Elisângela Guzi de Moraes fez sua apresentação oral do trabalho intitulado “Impressão 3D de monólitos de zeólitas a partir de terras diatomáceas com potencial aplicação como adsorventes“.

Nesta pesquisa, monólitos porosos 3D de zeólita, sintetizada a partir de terras diatomáceas como precursora, foram fabricados. A tecnologia de impressão 3D apresenta grande potencial para fabricar monólitos para separação e captura de CO_2, com porosidade controlada, por meio da deposição camada-por-camada de pastas com propriedades reológicas otimizadas. Após impressão e etapa de liofilização (-15 °C por 12 h), os monólitos impressos foram calcinados a 650 °C por 1 h (10 °C/min). Em seguida, os componentes calcinados foram submetidos a tratamento hidrotérmico a 80 °C por160 h (em autoclave) em meio alcalino: solução de hidróxido de sódio (NaOH) 3M com 2,5% (em massa) de hidróxido de alumínio (Al(OH)₃)), visando proporcionar a precipitação de cristais de zeólita in situ. As terras diatomáceas precursoras, bem como os pós de zeólitas sintetizadas, foram caracterizadas por granulometria a laser, fluorescência de raios X (FRX), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise térmica diferencial (DTA) e termogravimétrica (TG), e análise da área superficial específica por Brunner-Emmet-Teller (BET). Os monólitos impressos e tratados foram caracterizados por ensaios mecânicos de compressão. Os resultados preliminares da análise BET para cristais de zeólita precipitados após 160 h de tratamento hidrotérmico exibiram área superficial específica de ~108 m²g⁻¹. Além disso, os componentes zeolíticos obtidos a partir das terras diatomáceas apresentaram porosidades de até 51%, tamanhos de células impressas em torno de 1 mm e resistência à compressão de ~9 MPa, indicando a viabilidade da aplicação desses monólitos como adsorventes.

A realização de eventos científicos são de extrema importância para o meio acadêmico, pois promovem a disseminação do conhecimento, incentivam a colaboração entre pesquisadores, fornecem feedback construtivo, mantêm os pesquisadores atualizados sobre as últimas tendências e aumentam a visibilidade de seus trabalhos. Esses eventos desempenham um papel fundamental no avanço da ciência e no crescimento da comunidade acadêmica como um todo.

A coordenação do PRH 11.1 da Engenharia Química e o LCP divulga a palestra “Carreadores Químicos de Hidrogênio”, que será proferida pela Dra. Emanoelle Diz Acosta, Pesquisadora de Pós-Doutorado vinculada ao  Projeto Produção de Hidrogênio Verde com Ênfase em Catalisadores para Transição Energética e Desenvolvimento de Protótipo.

Dra. Emanoelle é pesquisadora de pós-doutorado atuando no Laboratório de Controle e Processos de Polimerização (LCP-UFSC) e no Laboratório de Meio Ambiente e Energia (LEMA-UFSC).

Atualmente trabalha no desenvolvimento de materiais para processos de catálise heterogênea no contexto da química verde, com destaque para as reações que envolvem o tema de transição energética com foco em hidrogênio verde. A pesquisadora faz parte do projeto “Produção de Hidrogênio Verde com ênfase em Catalisadores para a Transição Energética e Desenvolvimento de Protótipo” do H2Brasil, que integra a Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável com financiamento do Ministério Federal da Cooperação Econômica e Desenvolvimento da Alemanha.

Sua especialidade é no desenvolvimento e caracterização de nanopartículas e materiais cerâmicos avançados, tema que atuou nos últimos 7 anos. Possui doutorado em Engenharia Química, pelo Pós-ENQ da UFSC, com enfoque na síntese de polímeros híbridos para o desenvolvimento de cerâmicas porosas avançadas, com período sanduíche de 1 ano no Instituto Europeu de Membranas em Montpellier e de 7 meses no Instituto de Pesquisa em Cerâmicas em Limoges, ambos na França. Atuou como gerente técnica do Laboratório Interdisciplinar para o Desenvolvimento de Nanoestruturas (LINDEN) no Departamento de Engenharia Química e de Alimentos da UFSC (integrante do Sistema Nacional de Laboratórios de Nanotecnologia – SisNANO). Em 2018 foi co-fundadora da Glassyn, startup para desenvolvimento de revestimentos cerâmicos de alto desempenho, com projeto vinculado a UFSC pelo CNPq com concessão de bolsa de estudo a outros estudantes. No segundo trimestre de 2023 irá lecionar na disciplina Tópicos Avançados em Engenharia Química: Catálise Heterogênea e Química Verde, no Pós-ENQ (UFSC).

Participem! Inscrições: https://forms.gle/6RaTHvmdiMJZZZnA7

Assistam pelo canal PRH 11.1:  https://www.youtube.com/channel/UCA5BlNt79gp07EzqTIfU6ZQ

No dia 27 de abril, a convite do Programa de Recursos Humanos (PRH) da ANP para o Setor Petróleo, Gás e Biocombustíveis, esteve presente no Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos (EQA) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), o Engenheiro de Estratégia e Desenvolvimento de Novos Negócios da Braskem, Tadeu Demboski.

Com 20 anos de atuação no setor petroquímico, na área técnica e comercial, trabalhando com vendas e desenvolvimento de novos negócios, o engenheiro participou de um bate papo com os professores e pesquisadores do Departamento, sendo esta conversa mediada pela pesquisadora visitante do PRH, Dra. Leticia Alves da Costa Laqua. No momento, foram debatidas tendências e demandas do setor, estrutura de laboratórios e profissionais da Universidade, projetos de alunos de graduação e pós-graduação, com o intuito de estabelecer um canal para possíveis parcerias entre Universidade e a empresa. O encontro teve como principal objetivo exaltar a importância da parceria mais estreita entre indústrias e universidades para o desenvolvimento social e econômico.

A UFSC conta atualmente com 2.468 linhas de pesquisa e 12.466 participantes, incluindo pesquisas básicas e aplicadas, que extrapolam os muros da Universidade e, direta ou indiretamente, trazem benefícios a toda a sociedade. Desde a sua fundação, em 1960, a UFSC coopera com o desenvolvimento da indústria em áreas fundamentais para a atividade econômica no Brasil e são muitos os exemplos de parcerias de sucesso que utilizam a Universidade como braço para P&D&I.

Esse tipo de parceria contribui para a dinamização do processo industrial, para manter a competitividade das indústrias brasileiras e para a geração de empregos. O desenvolvimento industrial autônomo é uma questão fundamental para a soberania. Mesmo num contexto de economia globalizada, o desenvolvimento de uma indústria forte autônoma, que seja capaz de exportar tecnologia, exportar know-how, em vez de depender de know-how desenvolvido fora integralmente, é chave tanto para uma inserção altiva do país no contexto das relações políticas e econômicas da globalização quanto para a própria qualidade da atividade econômica dentro do país. Isso nos ajuda a reduzir a vulnerabilidade da economia brasileira. Além disso, a cooperação também é benéfica para a Universidade, possibilitando o fomento de bolsas a estudantes. Cerca de 10% do total de recursos e projetos financiados por indústrias ou por outros agentes econômicos permanecem na Universidade como ressarcimento institucional.

Ao final do dia o engenheiro Tadeu apresentou aos nossos alunos de graduação e pós graduação uma palestra “Desafios da Braskem no mercado de Combustíveis”. A palestra proporcionou aos alunos conhecimento da empresa e do seu papel econômico e social, das etapas que constituem o desenvolvimento dos seus produtos e por fim debatendo ideias e projetos dos professores e alunos presentes.

A aproximação com a indústria e a vivência dos alunos e professores com profissionais experientes da área é fundamental para o desenvolvimento social e econômico. Nesses momentos é possível mostrar aos alunos a importância da formação de profissionais com competência para atender as demandas de mercado, incorporar visão de mercado as universidades, estimular a inovação, e ainda, transformar as empresas em ambientes educacionais.

No dia 26/04/2023 a pesquisadora Vanessa Meneghini defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Desenvolvimento de Nanopartículas Biopoliméricas de Alginato e Quitosana Carregadas com Óleos Essenciais de Alecrim e Lavanda“.

“Os óleos essenciais são compostos bioativos que possuem grande importância para a indústria, especialmente nas áreas alimentícia, têxtil e cosmética, devido às suas atividades biológicas. O óleo essencial de alecrim (OEA) apresenta, por exemplo, propriedades antioxidantes, estimulantes e cicatrizantes enquanto o óleo essencial de lavanda (OEL) é conhecido por suas propriedades calmantes e relaxantes, além do uso para queimaduras e cicatrização de feridas.

No entanto, muitos de seus componentes apresentam alta volatilidade e instabilidade química. Assim, o encapsulamento é uma estratégia desejável para protegê-los e melhorar sua eficácia. A gelificação iônica tem se destacado por ser uma abordagem baseada na interação entre cargas opostas de um polímero e contra-íons de um agente de reticulação.

Neste estudo, nanopartículas de alginato (ALG) foram preparadas usando cloreto de cálcio como agente de reticulação para encapsular OEA e OEL. Para melhorar a eficiência da encapsulação, quitosana (CS) foi adicionada como uma segunda camada, formando um complexo polieletrolítico, e os sistemas foram comparados.

Foram obtidas nanopartículas na faixa de 130 a 220 nm com distribuição de tamanho homogênea (PDI < 0,35). Os sistemas carreadores de ALG/CS apresentaram maior eficiência de encapsulamento (82-85 %) em comparação aos sitemas contendo apenas ALG (78-80%) para ambos os óleos essenciais. Dessa forma, a quitosana contribuiu para melhor resistência do material de parede.

Análises de FTIR e DSC confirmaram a encapsulação dos óleos essenciais nas nanopartículas biopoliméricas. As micrografias obtidas por TEM revelaram que a maioria das nanopartículas tem formato irregular e aparecem em estado agregado, um fenômeno comum em sistemas com biopolímeros. A estabilidade das nanopartículas avaliada por LUMiSizer sugere que as nanopartículas produzidas têm ótima estabilidade, com um tempo de vida de prateleira de pelo menos 90 dias e baixo índice de separação de fases.

Na avaliação da atividade antioxidante do óleo essencial de alecrim por DPPH foi observado que após 2 h a atividade antioxidante diminuiu em cerca de 69% em relação à medida após 30 min. Os sistemas desenvolvidos para encapsular o óleo essencial de alecrim apresentaram eficiência de encapsulação superior a 50% mesmo após 155 dias. Isso sugere que as nanopartículas podem ter uma atividade antioxidante prolongada em sistemas têxteis ou cosméticos devido à liberação lenta e controlada do óleo encapsulado ao longo do tempo.”

Nossos Parabéns a nova Mestra e aos orientadores da pesquisa!

No dia 12/04/2023 o pesquisador Felipe Oliveira Lima defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Poly(Globalide) Nanoparticles Preparation and Modification for Potential Drug Release Applications”

“Os poliésteres vêm se destacando como uma categoria em potencial de polímeros biodegradáveis que podem servir como alternativa a materiais convencionais no campo biomédico devido às suas propriedades, incluindo biocompatibilidade, bioabsorção e biodegradabilidade.

A polimerização enzimática por abertura do anel (e-ROP) de lactonas é uma alternativa “verde” para preparar estes poliésteres, devido à ausência de subprodutos tóxicos e à possibilidade de realizar reações em condições brandas.

Além disso, destaca-se a produção de nanopartículas poliméricas, que são um sistema promissor para o transporte e liberação controlada de fármacos pouco solúveis em aplicações biomédicas, devido às suas propriedades únicas, tais como alta estabilidade, biocompatibilidade, e a capacidade de incorporar uma grande variedade de substâncias, como por exemplo, o benznidazol (BNZ).

O BNZ é um medicamento antiparasitário cuja eficácia é diminuída pela sua elevada toxicidade e baixa solubilidade. A utilização de nanocarreadores poliméricos é uma abordagem proeminente para melhorar a absorção de ativos hidrofóbicos, aumentando a eficiência e rapidez de efeitos farmacológicos.

Neste estudo, a síntese de poli(globalide) foi conduzida seguida de sua modificação por reação tiol-eno para reticulação usando 2,2-(etilenodioxi)dietanotiol (EDDT) na presença do iniciador térmico azobisisobutironitrila (AIBN).”

Nossos Parabéns ao novo Mestre e aos orientadores da pesquisa!

No dia 31/03/2023 o pesquisador João Vitor Chiella Santin defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada “Enzymatic Synthesis of Allyl-(Meth)Acrylate Monomers for Thiol-Ene Biodegradable Polymers”

“Neste estudo foi realizada a esterificação enzimática do ácido undec-10-enoico, derivado do óleo de rícino, com ambos acrilato de 2-hidroxietila (HEA) e metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA) para produzir dois monômeros diênicos assimétricos em um sistema livre de solventes a 50 ºC.

A fotopolimerização em massa dos dois monômeros produziu polímeros reticulados sólidos, com teor de gel entre 12% e 92%, com diferentes propriedades mecânicas e cristalinidades.

Na análise de FTIR foi demosntrado grupos tióis não reagidos em amostras com metacrilato e proporção estequiométrica 1:1 de grupos funcionais tiol e dupla ligação, indicando a prevalência da propagação do metacrilato nestes sistemas, enquanto as amostras com acrilato provavelmente tinham transferência de cadeia para o tiol e autopropagação do acrilato ocorrendo simultaneamente, em um processo misto de crescimento em cadeia e em etapa.

Ainda, a biodegradabilidade em meio enzimático foi verificada pela perda de massa das amostras sólidas durante 28 dias. A síntese de monômeros parcialmente derivada de fontes renováveis foi alcançada e polimerização rápida e sem solventes destes obteve materiais poliméricos sólidos.

Os resultados indicam que a polimerização de sistemas tiol-eno-metacrilato realmente ocorre em duas etapas, com a adição do tiol sendo seletiva em direção a dupla alílica, enquanto que os sistemas com acrilato demonstram processos concomitantes e uma menor seletividade. Presença de grupos éster na estrutura do polímero permitem a degradação dos mesmos, porém a estrutura semicristalina e altamente reticulada dificulta a perda de massa.”

Nossos Parabéns ao novo Mestre e aos orientadores da pesquisa!