Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua
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Navegando Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua por Assunto "Amazônia"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação microestrutural e mecânica das fibras de cotia e dos compósitos de matriz poliéster(Universidade Federal do Pará, 2025-01-20) NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa; OLIVEIRA, Michel Picanço; http://lattes.cnpq.br/6383844066460475; https://orcid.org/0000-0001-9241-0194; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403A busca por materiais sustentáveis e de baixo custo tem impulsionado o uso de fibras naturais no desenvolvimento de compósitos poliméricos, devido às suas propriedades mecânicas e sustentáveis. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo estudar e caracterizar uma nova fibra natural, além estudar as propriedades mecânicas dos compósitos confeccionados com fibras in natura (FC) e mercerizadas (FM) em percentual volumétrico de 10, 20 e 30%. As fibras e os compósitos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória (DSC), Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia Raman, além de caracterização mecânica. A caracterização física das fibras indicou uma densidade média em torno de 0,34 g/cm3. O FTIR das fibras FC e FM indicaram modificações químicas estruturais, que foram confirmadas com Raman, MEV e EDS. A estabilidade térmica da fibra de Cotia in natura aproximou-se das temperaturas de 145 e 272 ºC. As propriedades mecânicas das fibras FC e FM presentaram resistência média em torno de 151,32 e 99,98 MPa, respectivamente. O FTIR e o Raman dos compósitos apontaram poucas mudanças relacionadas à variação do tratamento químico, mas diferenças quando percentuais de fibras eram adicionadas. Os resultados de tração e flexão indicaram que as fibras FC são mais resistentes e rígidas, em relação a matriz, do que as fibras modificadas. O MEV confirmou a existência de defeitos e falhas que originaram a ruptura precoce dos compósitos com fibras FM. A ANOVA de F único e duplo confirmaram que ambos os fatores, modificação química e incremento em percentual volumétrico, tiveram impacto nas propriedades finais. Embora os resultados das fibras FM não tenham causado impacto positivo, as propriedades das fibras in natura destacam-se como reforços eficientes para aplicação em engenharia.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Estudo das propriedades de argamassa geopolimérica produzida com resíduos de caulim e escória de alto-forno da Região Amazônica(Universidade Federal do Pará, 2025-02-27) SANTANA, Rayanne Oliveira Leão; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287A crescente busca por soluções sustentáveis na construção civil tem impulsionado a pesquisa sobre o uso de resíduos industriais como alternativas para materiais convencionais. Este estudo investigou a utilização de resíduos da indústria de caulim na produção de geopolímeros, com foco na substituição do metacaulim soft pelo metacaulim flint e da areia convencional pelo resíduo arenoso de caulim nas argamassas geopoliméricas. A pesquisa foi conduzida em três etapas: na primeira, foi realizada a caracterização físico-química das matérias-primas, abrangendo ensaios para determinar a composição mineralógica, química, granulométrica, e de massa específica. Na segunda etapa, foi avaliada a substituição do metacaulim soft por metacaulim flint em diferentes percentuais (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% a 100%), e a resistência à compressão das pastas geopoliméricas foi analisada. Embora não tenha sido observada uma relação linear entre o aumento da substituição do metacaulim soft e a resistência à compressão, a maior resistência (52 MPa) foi alcançada com a substituição total por metacaulim flint. Na terceira etapa, a produção de argamassas geopoliméricas consistiu na combinação da pasta geopolimérica com agregados, sendo testados percentuais de substituição da areia convencional por resíduo arenoso de caulim (0%, 25%, 50%, 75% e 100%). A análise dos ensaios físicos revelou que a substituição de 50% do agregado convencional pelo resíduo arenoso também resultou em uma matriz mais compacta, com menor absorção de água, maior massa específica e menor porosidade. Os resultados mostraram que a substituição de 50% da areia convencional por resíduo arenoso levou à maior resistência à compressão (46 MPa), sugerindo que essa proporção promoveu uma maior compactação da matriz e melhor interação entre o resíduo e a pasta. A análise morfológica por MEV confirmou que a formulação com 50% de substituição da areia apresentou uma matriz densamente compactada, com boa coesão entre a pasta e os agregados, e uma distribuição adequada dos géis N-A-S-H e C-A-S-H. Esses resultados destacam que a substituição parcial da areia por resíduo arenoso de caulim favorece a densificação e resistência das argamassas geopoliméricas, além de demonstrar o potencial do caulim flint e do resíduo arenoso como alternativas sustentáveis na construção civil.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Nanocápsulas poliméricas de óleo essencial de breu branco: síntese e caracterização por nanoprecipitação e microfluídica(Universidade Federal do Pará, 2025-02-26) SILVA, Débora Freitas; Xavier Júnior, Francisco Humberto; http://lattes.cnpq.br/8704684733554389; https://orcid.org/0000-0001-8238-3380; PASSOS, Marcele Fonseca; http://lattes.cnpq.br/0588450144351187; https://orcid.org/0000-0002-5616-2127; SOUSA, Francisco Ferreira de; CONCHA, Viktor Oswaldo Cárdenas; http://lattes.cnpq.br/1275187715540959; http://lattes.cnpq.br/0661599261187131; https://orcid.org/0000-0003-3413-5520; https://orcid.org/0000-0002-3520-4535O óleo essencial de breu branco se destaca na área biomédica por suas propriedades terapêuticas, como ação anti-inflamatória, antimicrobiana e antioxidante. No entanto, sua volatilidade e dificuldade de obtenção são fatores limitantes na sua aplicação, tornando a nanotecnologia uma estratégia promissora para sua encapsulação e uso em sistemas terapêuticos. Este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar nanocápsulas poliméricas contendo óleo essencial de breu branco, através de duas metodologias: a técnica de nanoprecipitação (NP) e microfluídica (MF). Ambas as abordagens foram avaliadas quanto à sua eficiência na produção de nanocápsulas, buscando estudar a estabilidade e viabilidade celular do óleo essencial encapsulado. Na técnica de nanoprecipitação, nanocápsulas foram produzidas utilizando policaprolactona (PCL) como matriz encapsulante. Um planejamento experimental do tipo Box-Behnken, com três fatores e três níveis, foi aplicado para otimizar as condições de produção, considerando parâmetros como concentrações de PCL, óleo essencial e surfactante. Posteriormente, as condições otimizadas da nanoprecipitação foram adaptadas para um sistema microfluídico, onde as fases aquosa e orgânica foram injetadas simultaneamente em um chip com geometria em espinha de peixe. As nanocápsulas foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), estudo de estabilidade térmica (feito por armazenamento em diferentes tempos e temperaturas), ensaio de viabilidade celular (MTS) e migração celular em queratinócitos. As nanocápsulas por NP apresentaram um tamanho hidrodinâmico médio de 172,07nm ± 2,9, índice de polidispersidade de 0,14 ± 0,04 e potencial Zeta (ζ) de –25,49 ± 1,08mV, enquanto as nanocápsulas por MF mediram 191,25nm ± 4,51, PDI de 0,2 ± 0,1 e ζ de -20,56mV ± 0,48. As nanocápsulas obtidas por microfluídica demonstraram maior estabilidade física e viabilidade celular em queratinócitos superior a 80% a partir da diluição 1:2, enquanto as nanocápsulas obtidas por nanoprecipitação obtiveram viabilidade >80% em diluições de 1:8. No ensaio de migração celular, as células tratadas com nanocápsulas apresentaram fechamento de ferida (ranhura) semelhante ao controle positivo (31,78 ± 5,39%), sugerindo que as nanocápsulas criam um ambiente favorável ao crescimento celular. Dessa forma, ambas as técnicas estudadas, permitiram obter nanocápsulas estáveis, biocompatíveis e potencialmente úteis para aplicações biomédicas, destacando-se como uma alternativa promissora para a liberação sustentada de compostos bioativos da Amazônia.