Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua

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Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-30) SANTOS, Avener Gleidson Andrade; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Nas últimas décadas, tornou-se crescente a busca por materiais que apresentem elevado desempenho mecânico e que estejam de acordo com os requisitos da sustentabilidade. No contexto da sustentabilidade, a Organização das Nações Unidas (ONU) estabeleceu em 2015 os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), afim de nortear os caminhos para um desenvolvimento sustentável. A utilização de resíduos para produção de novos materiais é benéfica, pois a utilização destes representa uma solução de destinação ambientalmente correta, abrangendo assim os quesitos estabelecidos pelos ODS. A utilização de fibras naturais na produção de novos materiais teve um aumento expressivo na última década. O uso de fibras naturais como reforço em compósitos de matriz polimérica já é bem consolidada. Isso se deve ao fato de algumas fibras apresentam elevado desempenho mecânico e boa estabilidade térmica, duas propriedades altamente atraentes em materiais compósitos. Os compósitos reforçados com fibras naturais têm um vasto campo de aplicação, podendo ser utilizados em indústrias de construção civil, aeroespacial, automobilística, entre outras. Neste cenário, a utilização do tecido de tururi como agente de reforço em compósitos de matriz polimérica surge como uma alternativa viável para destinação sustentável deste resíduo oriundo da etapa de coleta de seus frutos. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo caracterizar o tecido fibroso de tururi por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x, análise termogravimétrica e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), assim como determinar propriedades físicas como massa específica, teor de umidade e gramatura. Os compósitos foram produzidos utilizando um percentual de 2,5, 5,0 e 7,5% em massa de reforço. Adicionalmente foram realizados ensaios de tração, flexão e impacto charpy. As caracterizações realizadas revelaram que o tecido fibroso de tururi é composto por fibras de diâmetros variados e possui regiões de bifurcação, indicando que o tecido pode atuar de diferentes formas quando incorporado como reforço. A massa especifica, teor de umidade e gramatura tiveram valores médios de 1,17 g/cm3, 16,58% e 146,61 g/m2, respectivamente. A análise térmica revelou boa estabilidade térmica para o tecido de tururi. Os ensaios mecânicos apontaram que conforme ocorreu a incorporação de reforço, os compósitos ensaiados em tração tiveram perda de resistência, apresentando uma perda de 15MPa em relação à matriz. Ao serem solicitados em flexão os compósitos reforçados com até 2,5% apresentaram melhor desempenho mecânico, com valores de 63,9 MPa. O ensaio de impacto relevou que a capacidade de absorção de energia aumento em 371% em relação à matriz, o que indica que o tecido atuou como bom agente de reforço.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de "língua eletrônica" nanoestruturada baseada em buckypaper e seu uso para autenticação de bebidas etílicas
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-06) FERREIRA, Luiza de Marilac Pantoja; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653; BARBOSA NETO, Newton Martins; http://lattes.cnpq.br/3177694073540758; https://orcid.org/0000-0001-9082-5433
O desenvolvimento de dispositivos eletrônicos tornou-se de grande relevância para detecção de fraudes em bebidas como o vinho, pois práticas ilegais que envolvem adição de substâncias exógenas como álcool e diluição com água trazem riscos à saúde humana bem como impactos econômicos. Assim, neste estudo, foram desenvolvidos filmes Buckypapers (BPs) baseados em Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas puros (NTCPMs-puros) e funcionalizados com Ácido Carboxílico (NTCPMs-COOH) depositados através de filtração a vácuo em papel filtro celulósico para aplicação como elemento sensor na análise de bebidas etílicas baseadas em uva e açaí (não adulteradas e adulteradas com 1,0, 2,5, 5,0, 7,5 e 10% de água destilada e álcool etílico). A caracterização morfológica dos BPs por Microscopia Eletrônica de Varredura indica a formação de aglomerados de NTCPMs-COOH dispersos sobre a superfície e entre as fibras celulósicas do papel, bem como baixa adesão e deposição não uniforme de NTCPMs-puros altamente aglomerados. Medidas de resistência elétrica em função do tempo (R × t) foram realizadas pelo método de duas pontas, à temperatura ambiente adicionando-se os analitos à superfície das amostras do elemento sensor com o auxílio de uma micropipeta. A análise da resposta obtida por meio de curvas de resistência relativa normalizada demonstra comportamento distinto para o BP-NTCPMs-COOH, obtendo variação positiva na presença de vinhos do Porto e de Açaí adulterados com água e variação negativa para adulteração com álcool etílico. Tais comportamentos, não foram observados no BP-NTCPMs-puros, evidenciando que as respostas são originadas das interações polares estabelecidas entre os grupos COOH e as moléculas de adulterantes adicionadas aos vinhos, culminando em parâmetros de desempenho pronunciados para o BP-NTCPMs-COOH (resposta máxima de 5,67 ± 1,82 para bebida etílica de açaí não adulterada e tempos de resposta e recuperação máximos de 37,33 min e 50,58 min, para vinho do Porto adulterado com 5,0 e 10% água destilada, respectivamente). O processamento dos dados por PCA evidenciaram a capacidade de discriminação e reconhecimento de analitos e adulterantes pelo BP-NTCPMs-COOH, indicando seu potencial de aplicação como elemento sensor quimiorresistivo, de baixo custo, fácil manuseio e resposta em tempo real em um dispositivo de “Internet das coisas” (IoT) compondo uma “língua eletrônica” nanoestruturada para autenticação de bebidas etílicas.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de agregados sintéticos para construção civil a partir de materiais geopoliméricos
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-20) CRUZ, Kamila Sindy Pinheiro da; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737
A indústria da construção civil é um dos setores da econômia que mais consomem recursos naturais, desde a produção dos insumos até a execução da obra, o que pode afetar significamente o meio ambiente e a qualidade de vida da população. Os geopolímeros são polímeros inorgânicos com grande potencial ecológico, produzidos a partir de aluminossilicatos e sintetizados por soluções alcalinas, proporcionando ao material melhores resistência mecânicas. O cimento geopolimérico é um material de alta tecnologia desenvolvido através de argilominerais, possuindo como características durabilidade, resistência mecânica, forte aderência, resistência ao calor, além de ser facilmente misturado e aplicado. O presente estudo buscou, através de uma correta proporção dos componentes que constituem o geopolímero, a produção de um Agregado Sintético Geopolimérico (ASG), fazendo variações com percentuais de escória de alto forno e variações na concentração alcalina de hidróxido de sódio (NaOH). Logo após, foram realizados testes físicos nos materiais em pós para verificar o índice de finura, perda ao fogo e teor de umidade do caulim, metacaulim e escória de alto forno. As amostras passaram por caracterização e, as principais análises envolvidas no processo, foram: difração de raios-x (DRX), espectroscopia do infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS. Também foi realizado ensaio de compressão no corpo de prova do agregado sintético geopolimérico. Os resultados do ensaio de resistência a compressão, indicaram que o corpo de prova com percentual em 35% de escória de alto forno e concentração alcalina de hidróxido de sódio em 10 molar, apresentaram melhores resultados. Na análise da microestrutura da pasta, foi observada uma morfologia densa, o que confere ao material alta resistência a compressão.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo das propriedades mecânicas e microestruturais de materiais cimentícios geopoliméricos produzidos a partir de metacaulim e escória de alto forno
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-21) ALMEIDA, Bianca Mendes; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Os impactos ambientais causados pela produção do Cimento Portland apontam para a urgência de se reduzir o uso deste ligante devido principalmente à emissão de CO2 e consumo de energia que ocorrem durante seu processo de produção. Na busca por materiais alternativos, o cimento geopolimérico tem se mostrado promissor, tanto em desempenho mecânico quanto em conservação de recursos naturais. Estes cimentos são obtidos a partir de matérias-primas naturais que contenham aluminossilicatos ativados por uma solução alcalina. Neste trabalho, pasta, argamassa e concreto de cimento geopolimérico foram desenvolvidos utilizando metacaulim, escória de alto forno e solução alcalina de hidróxido de sódio e silicato de sódio. Os objetivos principais incluíram avaliar a influência da escória de alto forno nas propriedades mecânicas de pastas geopoliméricas, variando sua adição em massa (30% a 60%), avaliar, a influência da areia na argamassa geopolimérica variando sua adição na pasta com melhor desempenho de 20% a 70%, e por fim, a adição de brita 0 em duas misturas. Os resultados mostraram que a pasta alcançou resistência máxima à compressão de 36,5 MPa com 35% de escória na matriz. Esse valor subiu para 41,15 MPa na argamassa com a incorporação de 40% de areia. Para o concreto, o melhor resultado foi encontrado para a mistura que continha menor adição de brita. Os resultados do concreto foram comparados com o concreto de cimento Portland CPV-ARI através da fixação de alguns parâmetros de dosagem como consumo de aglomerantes e relação água/aglomerante. Outras propriedades investigadas incluíram, tempo de pega, abatimento, resistências à tração na flexão e análise microestrutural por MEV. O concreto geopolimérico se mostrou superior ao Portland em até 21,16% alcançando resistência à compressão de 41,8 MPa, tração na flexão de 4,87 MPa e melhor aderência matriz/agregado na mistura com menor adição de brita 0. Os resultados obtidos para os geopolímeros possibilitam sua aplicação em obras civis que demandam materiais que alcancem altas resistências nas idades iniciais, indústrias de pré-moldados e pavimentação.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de termosensores nanoestruturados impressos em 3D
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-26) SANTOS, Leandro José Sena; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653
O mercado de sensores de temperatura e outros correlacionados, tem crescido nos últimos anos, estima-se que terá um crescimento anual de 11% ao ano entre 2019 até 2026, e isso tem despertado o interesse por estudos com o foco em nanosensores alternativos que possuem uma melhor portabilidade, sustentabilidade e podendo ser uma das soluções para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento de quatro sensores baseados em Poli (ácido lático) - PLA e Nanotubos de Carbono - NTCs, produzido por manufatura aditiva, destinados ao monitoramento de temperatura corpórea (35 a 45ºC) e temperaturas de câmaras frias (5°C até -40°C), para uma área ativa de 15cm2. Um desses sensores foi desenvolvido apenas em PLA como amostra controle e os demais foram nanoestruturados pela adição de dois tipos de tintas distintas, contendo NTCs. A síntese destes foi realizada por Impressão 3D pela tecnologia Fused deposition modeling (FDM), além de adotar um método de síntese para cada um. E, por meio de caracterizações morfológicas, vibracionais e elétricas, os dispositivos/sensores apresentaram respostas termorresistivas e termoelétricas para variação de temperatura submetidos. Nesse caso, a morfologia analisada por microscopia eletrônica e a espectroscopia vibracional Raman obtida das amostras do nanocompósito mostraram a incorporação de NTCs na matriz de PLA, bem como seus espectros vibracionais obtidos com assinaturas características dos materiais utilizados. Apresentaram um coeficiente Seebeck em 1,33μV/K sob gradientes de temperatura de 300K, além de apresentar uma resposta de máxima de -4,35± 0,15% para aproximadamente 45°C, para análise termorresistiva. Assim, tais dispositivos desenvolvidos apresentaram comportamento de termistores e termopares, sendo uma alternativa promissora para implementação em câmaras frias e sistemas de Home Health.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de complexos farmacêuticos baseados em Hidróxido Duplo Lamelar (HDL) intercalado com nimesulida e ácidos graxos saturados e insaturados
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-28) ALVES, Kelly Costa; SOUSA, Francisco Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/1275187715540959; https://orcid.org/0000-0003-3413-5520; FEIO, Waldeci Paraguassu; RODELLA, Cristiane Barbieri; http://lattes.cnpq.br/3512689932467320; http://lattes.cnpq.br/0612647538080082; https://orcid.org/0000-0003-4980-4694; https://orcid.org/0000-0003-1683-4264
A nimesulida é fármaco não-esteróides (AINES) e apresenta atividade biológica baseada na inibição da enzima Ciclo-oxigenase-2 (COX-2) durante o processo de inflamação. Todavia, a longo prazo, o uso desse medicamento pode acarretar sérios distúrbios gástricos além de, alta toxicidade em tecidos normais. Para amenizar esses possíveis efeitos, e pensando especificamente para a região amazônica, outras moléculas com propriedades não-esteróides, tem sido buscada, a partir dos óleos amazônicos. Entre elas, estão os ácidos graxos (saturados e insaturados) que podem ser obtidos a partir de óleos amazônicos. Além disso, sistemas de liberação controlada de fármacos têm sido outra alternativa para amenizar os efeitos colaterais além de, aumentar a biodisponibilidade permitindo que dosagens efetivas permaneçam na corrente sanguínea por um intervalo de tempo maior, reduzindo assim, o número de administrações medicamentosa ao paciente. Nesses sistemas, a taxa de liberação do princípio ativo ocorre a partir da matriz que o transporta até seu alvo biológico. Dentro desse contexto, está a matriz híbrida de Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL), obtida por método de coprecipitação. Por essas razões, nesta pesquisa, a nimesulida foi comparada com as propriedades de alguns ácidos graxos saturados e insaturados, isolados. A comparação ocorreu a partir dos estudos de docagem molecular, utilizando moléculas de ácidos graxos como potenciais inibidores da COX-2. Os melhores resultados encontrados para ácidos graxos, foram intercaladas em HDL bem como, a nimesulida, buscando avaliar a partir de suas caracterizações estruturais (DRX), vibracionais (RAMAN) e morfológicas (MEV e MEV-FEG) o mecanismo de ação estruturalmolecular dos ácidos graxos selecionados como possíveis agentes anti-inflamatórios. Os resultados demonstram a influência direta da saturação sobre a intercalação dos ácidos graxos na matriz de HDL. Entre os complexos obtidos, o HDL-ácido mirístico apresentou desempenho estrutural semelhante ao do HDL-nimesulida. E com base em todos os resultados experimentais e teóricos obtidos, propõem-se três novos e inéditos complexos: HDL-Nimesulida, HDL-ácido mirístico e HDL-ácido linoleico como potenciais agentes anti-inflamatórios que precisam ser investigados em testes in vitro.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de sensor piezorresistivo nanoestruturado impresso em 3D
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-05) QUARESMA, Luciano José Barbosa; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653; FEIO, Waldeci Paraguassu; http://lattes.cnpq.br/3512689932467320; https://orcid.org/0000-0003-4980-4694
O surgimento de fábricas inteligentes baseadas na Indústria 4.0 aumenta a automação e a otimização dos processos industriais nas cadeias de produção. Neste contexto, a integração entre sistemas físicos e digitais depende de sensores inteligentes, com maior sensitividade e integrados pela Internet das Coisas (IoT). A literatura indica que sensores piezorrresistivos podem ser produzidos por manufatura aditiva (MA) e nanoestruturados com nanotubos de carbono (NTCs), os quais geram um sistema nanoeletromecânico (NEMS) após sua dispersão no material. Assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor piezorrresistivo nanoeletromecânico de baixo custo, produzido pela aplicação de camadas de NTCs sobre peças de poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS) impressas por modelagem de deposição fundida (FDM), integrável à Indústria 4.0 via IoT através de microcontroladores ESP32. Para isso, foi desenvolvido um dispositivo sensor do tipo diafragma de dimensões 17, 8, 17, 8 e 5, 5 𝑚𝑚, cuja deformação do elemento sensor ocorre pela pressão de um botão. Após a impressão por MA das partes do dispositivo, NTCs de paredes múltiplas funcionalizados com ácido carboxílico (NTCPM-COOH) foram dispersos por banho ultrassônico em uma solução com concentração de 1 𝑚𝑔/𝑚𝑙 de acetona e dimetilformamida, em proporção de 1 ∶ 1 em volume, para revestimento dos elementos sensores em camadas sucessivas com um aerógrafo. Após a deposição de cinco camadas de NTCs no substrato polimérico, medidas de resistência elétrica obtidas com um picoamperímetro mostraram a percolação do material na segunda camada, com valores iniciais acima de 10 𝑇 Ω e finais abaixo de 100 𝑘Ω após a quinta camada, o que ocorre pela formação de canais de condução originados do arranjo aleatório dos NTCs na superfície do ABS, como observado por Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV-FEG). Após isso, a resistência elétrica foi medida durante ciclos de pressão com carga progressiva e com carga máxima, nos quais os elementos sensores apresentaram faixa de operação de 139, 97 ± 0, 46 a 363, 25 ± 0, 39 𝑘𝑃 𝑎. No primeiro teste, a sensitividade mínima de 0, 1 % e máxima de 1, 16 %. No segundo, a maior sensitividade média foi 0, 63±0, 04 % e os menores tempos de resposta e de recuperação médios foram 0, 55±0, 29 𝑠 e 12, 29 ± 1, 44 𝑠, respectivamente. A espectroscopia Raman mostrou a sobreposição dos sinais de cada material, em particular da banda do ABS em 1447 𝑐𝑚−1 que aparece destacada entre as bandas 𝐷 e 𝐺 dos NTCs. Com base na resposta piezorrresistiva que o material apresentou a partir do NEMS gerado pela deposição de NTCs sobre o ABS, este conceito de uma célula de carga pode ser integrado à uma placa microcontroladora ESP32, tornando-o um dispositivo inteligente com potencial aplicação em sistemas industriais 4.0.
Acesso aberto (Open Access)
Código de resposta rápida nanoestruturado impresso em 3D
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-12) OLIVEIRA, Dhonata Sebastião Caldas; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653
Por conta da Quarta Revolução Industrial, também conhecida como Indústria 4.0, as fábricas têm cada vez mais sistemas dependentes da Internet e de tecnologias de comunicação, o que lhes garante eficiência sem precedentes, porém as torna vulneráveis à ataques cibernéticos. Por este motivo, a cibersegurança é um tema cada vez mais relevante, com tecnologias como o blockchain e a criptografia quântica baseada em funções fisicamente não clonáveis (PUFs, do inglês physically unclonable funcions) se apresentando como alternativas nesta área. Neste sentido, este trabalho apresenta a síntese de nanocompósitos de poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS) respectivamente com 1 e 2 % em massa de nanotubos de carbono (NTCs) para a impressão 3D dos chamados NanoCodecs, os quais apresentam assinaturas espectrais Raman, classificadas como PUFs, que podem ser utilizadas como chaves criptográficas geradas por um código construído em linguagem Python de programação. Para isso, duas soluções foram preparadas, a primeira com NTCs de paredes múltiplas funcionalizados com ácido carboxílico em acetona, e a outra com pellets de ABS puro neste mesmo solvente. Após a mistura destas soluções e banhos ultrassônicos, a acetona foi evaporada e foram produzidos pellets de ABS/NTC1%m/m e ABS/NTC2%m/m, os quais foram utilizados para a produção de filamentos nanoestruturados em uma extrusora. Em seguida, NanoCodecs como código de resposta rápida (QR code) e como selos circulares/quadrados foram impressos em 3D. A caracterização elétrica de amostras impressas com filamentos nanoestruturados mostrou a redução da resistência elétrica com o aumento do percentual em massa de NTCs. Apesar disso, a caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Varredura mostrou que há baixa concentração de nanotubos na superfície das amostras, o que indica que eles estão dispersos por todo o volume das amostras. A caracterização vibracional por espectroscopia Raman foi usada para identificar as características dos materiais puros, tanto o ABS quando os NTCs, e comparar com o espectro Raman do nanocompósito de ABS/NTCs. Como resultado, houve uma sobreposição dos modos vibracionais de ambos os materiais, com destaque para deslocamento para a direita da sub-banda 𝐺𝑒𝑥𝑡 em 8 𝑐𝑚−1, o que indica que os nanotubos são comprimidos na matriz polimérica. Por fim, utilizando os nanocompósitos como PUFs, foi possível gerar chaves a partir dos principais modos vibracionais desses materiais: as bandas D, G e 2D dos nanotubos e as bandas nomeadas como 1001-PS e 2239-PAN do ABS. Portanto, os resultados obtidos indicam que os NanoCodecs podem ser utilizados como elementos de cibersegurança na Indústria 4.0, por meio de chaves criptográficas geradas pela análise espectral do nanocompósito utilizado para a produção dos NanoCodecs.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da eficácia dos óleos essenciais das especies piper divaricatum e eugenia caryophyllus como inibidores de corrosão em aço carbono
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-13) MONTEIRO, Heloise Leal; PAULA, Marcos Vinicius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
A presente pesquisa relata a avaliação de óleos essenciais (OEs) como os da planta Piper divaricatum e Cravo (botão) Eugenia caryophyllus, como inibidores verdes de corrosão em materiais metálicos precisamente neste trabalho, o aço-carbono, sendo estes óleos considerados ambientalmente sustentáveis. Os ensaios de corrosão foram realizados em meios corrosivos como HCl a 1M e NaCl a 3,5%, as concentrações utilizadas de ambos os óleos essenciais foram 0,5g/L; 1g/L; 2g/L e 4g/L, por períodos de tempo como de 24h e 7 dias. O método utilizado para a avaliação da eficiência dos óleos foi o gravimétrico (perda de massa). A técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura do tipo field emission gun (MEV-FEG) foi conduzida para investigação da superfície do corpo de prova, enquanto que a sua composição química foi obtida através de Espectroscopia por Dispersão de Elétrons (EDS). Neste trabalho, vários aspectos foram discutidos como a eficiência em relação ao tempo exposto do corpo de prova aos meios corrosivos e fatores como isoterma de adsorção dos óleos sobre a superfície do metal, além dos cálculos da taxa de corrosão dos corpos de prova na ausência e presença dos inibidores e sua relação com as concentrações de óleo utilizadas. Os estudos indicaram que os óleos essenciais de Piper divaricatum e Cravo (Eugenia caryophyllus) apresentaram ótimos resultados em meio ácido de até 98,3% para a concentração de 2g/L do OE de Piper divaricatum em 24h, e 89,5% para a concentração de 1g/L do OE de Eugenia caryophyllus em 7 dias. No meio neutro, os maiores percentuais de inibição foram de 61,1% para a concentração de 0,5g/L do OE de Piper divaricatum em 24h, e 83,3% para a concentração de 1g/L do OE de Eugenia caryophyllus em 24h. as isotermas dos óleos seguiram o modelo de adsorção de Langmuir, onde ambos óleos adsorveram na superfície do metal, os melhores resultados de isotermas foram para o meio ácido, para o meio neutro devido à alta variabilidade dos dados não foi possível estabelecer uma correlação consistente. Diante dos resultados propostos, foi possível concluir que os óleos essenciais de P. divaricatum e E. caryophyllus, possuem potencial para serem utilizados como inibidores de corrosão principalmente em meio ácido, proporcionando assim, novas alternativas, afim de diminuir a toxidade deste processo em comparação aos inibidores já existentes no mercado.
Acesso aberto (Open Access)
Amido termoplástico: obtenção de nanocompósitos de amido de araruta termoplastificado com nanopartículas de óxido de zinco
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-07) PINTO, Bianca Corrêa; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
A busca por novos materiais com desempenho comparável aos sintéticos tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis e biodegradáveis. A crescente demanda tem estimulado a criação de materiais inovadores, como filmes à base de amido, biopolímeros e outros, que oferecem excelentes propriedades mecânicas e de barreira, sendo ambientalmente amigáveis. Para atingir níveis mais altos de sustentabilidade, os filmes à base de amido, enriquecidos com novos componentes, ganham destaque como possíveis candidatos para aplicações em embalagens alimentares. Nesse contexto, o presente estudo visa obter e caracterizar nanocompósitos termoplastificado com amido de araruta (TPA) e nanopartículas de óxido de zinco (NPs ZnO) em diferentes proporções (1%, 3% e 5%). Filmes sem NPs ZnO foram usados como controle. Os filmes de amido termoplastificado foram elaborados por meio da técnica casting solution (evaporação por solvente). Eles foram avaliados quanto à concentração de NPs ZnO, sendo também submetidos às técnicas laboratoriais, como teste de umidade, solubilidade e intumescimento. Além disso, foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios de tração, deformação na ruptura e módulo de elasticidade. Para o ensaio de umidade, os resultados revelaram que a adição de 1, 3 e 5% de NPs ZnO à matriz polimérica proporcionou a diminuição gradual do percentual da umidade quando comparados ao filme de TPA controle. Atribui-se a este fato a interação interfacial entre as NPs ZnO e a matriz do amido de araruta, que por sua vez, dificulta a interação das moléculas de água com o filme de nanocompósitos. Para o percentual de solubilidade dos filmes, percebeu-se pequena alteração após a adição das NPs ZnO a matriz do amido, o que se torna importante para a manutenção de produtos armazenados nas embalagens de alimentos como também a estabilidade dos filmes poliméricos. Quanto ao teste de intumescimento, para os filmes de TPA 1%, TPA 3% e TPA 5%, verifica-se que ao se adicionar as NPS, os mesmos apresentaram variações menores comparado ao filme TPA contendo apenas o amido de araruta na matriz polimérica. Diante do exposto, as micrografias obtidas pelo MEV revelaram a presença de agregados randomicamente dispersos de NPs ZnO na matriz polimérica do amido de araruta. Os ensaios de propriedades de tensão foram conduzidos em 5 replicatas, com uma velocidade de 5 mm/min. O filme TPA apresentou uma média de 0,34 MPa e 59,80% para resistência à tração e deformação na ruptura, respectivamente. A incorporação de nanopartículas de ZnO à matriz de amido de araruta resultou em um aumento na resistência à tração e deformação dos filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% em comparação com o filme TPA. As médias de resistência para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram de 0,42 MPa, 0,45 MPa e 0,60 MPa, respectivamente. Além disso, as médias de deformação na ruptura para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram 77,14%, 86,34% e 86,05%, respectivamente. Os espectros de FTIR, exibiram o mesmo comportamento espectral. Este fenômeno é decorrente da presença de alto teor de amido na matriz polimérica dos filmes. A estabilidade térmica para os filmes TPA, TPA1%, TPA 3% e TPA 5% foi investigada através da análise termogravimétrica (TGA). Os resultados obtidos para os filmes de TPA1%, TPA 3% e TPA 5% apresentou dados semelhantes a estabilidade térmica do filme TPA e mostraram que a adição das NPs ZnO à matriz polimérica não provocou diminuição significativa dos mesmos. Os resultados mostraram que é possível a utilização dos filmes produzidos neste trabalho no setor de embalagens.

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