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Projetos de Pesquisa

 

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Sebastiao Mardonio Pereira de Lucena

Engenharias

Engenharia Química
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  • estruturas metalorgânicas como nanocarreadores de fármacos para tratamento de cancer
  • O tratamento de doenças oncológicas através de quimioterapia apesar de eficientes, sofrem de baixa especificidade e elevada toxidade para as células saudáveis. Uma possivel estratégia para lidar com este problema consiste no uso de partículas manométricas com capacidade de reter a droga (nanocarreadores), atravessar os tecidos saudáveis, acumulando-se no tecido afetado. Recentemente, foi comprovado que estruturas metalorgânicas (MOFs) são capazes de armazenar e liberar de forma controlada varias classes de fármacos. Os MOFs são materiais híbridos formados a partir da combinação de clusters inorgânicos e ligantes orgânicos. Devido à grande disponibilidade de diferentes clusters metálicos e ligantes orgânicos, uma quantidade crescente de MOFs vem sendo sintetizada e testada para uso em nanomedicina. Apesar do número consistente de exemplos bem sucedidos, o mecanismo de retenção e liberação nesta peneiras ainda é desconhecido. Esta proposta tem como objetivo investigar através de simulação molecular a interação fármaco-MOF de forma viabilizar a aplicação desta nanotecnologia em medicina. Serão aplicadas técnicas de Monte Carlo, dinâmica molecular e quânticas (DFT) para caracterização em larga escala de fármacos em estruturas de MOFs biocompatíveis quanto a sua capacidade de retenção/liberação. Reavaliações experimentais de quantidade retida serão implementada quando necessário. Os sistemas fármaco/MOF mais promissores serão examinados para identificação de sítios de adsorção, calores de adsorção e deslocamento quadrático médio. Para este estudo serão desenvolvidos novos conjuntos de campos de força para MOFs e um algoritmo de busca em larga escala das interações fármacos-MOF. Os MOFs possuem muitos graus de liberdade quanto a escolha de ligantes orgânicos e cluster metálicos, assim a elucidação do mecanismo de interação das moléculas de fármacos nas estruturas MOFs é fundamental para orientar a síntese. Estes desenvolvimentos contarão com a colaboração do Prof. Guillaume Maurin da Universidade de Montpellier que mantêm cooperação com o Instituto Lavoisier (França).
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Segundo Sacramento Urquiaga Caballero

Ciências Agrárias

Agronomia
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  • nova estratégia agrícola para o norte fluminense: avaliação de genótipos de soja nas condições edafoclimáticas da região norte e noroeste do estado do rio de janeiro
  • A cultura da soja vem sendo apontada como uma alternativa para preencher a lacuna deixada com a drástica redução da atividade canavieira fluminense. Pesquisas nas décadas de 80 e 90, coordenadas pela PESAGRO-Rio com a cultura, obtiveram variedades com rendimentos de grãos próximos a 4000 kg ha-1, bem acima da média nacional na atualidade. Fatores diversos, em especial a dificuldade do escoamento da produção, acabaram impedindo o desenvolvimento comercial da cultura. Atualmente, com a estruturação do porto de Açu como terminal de exportação de grãos, especialmente vindos de Minas Gerais, abriu-se uma nova e importante possibilidade de escoamento da soja através da venda para o mercado externo. Com esse projeto, pretende-se retomar as pesquisas com a cultura da soja no Estado no intuito de gerar informações técnicas que subsidiem produtores no cultivo comercial da cultura nas regiões Norte e Noroeste. Sendo assim, o objetivo geral deste projeto é avaliar o potencial e adaptação de 20 genótipos de soja, cultivados em duas épocas de semeadura diferentes e em 3 propriedades, áreas situadas nos municípios de Campos dos Goytacazes-RJ, Macaé-RJ e Itaocara-RJ nas safras 2019/2020, 2020/2021 e 2021/2022. Já os objetivos específicos são: 1) Avaliar o valor de cultivo e uso (VCU), indicadas pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), que são: cor flor, cor pubescência, data flor, altura de plantas em R2 e R8, e altura da 1ª vagem dos 20 genótipos de soja nas diferentes épocas de semeadura e áreas experimentais. 2) Avaliar o ciclo, estande final, altura de inserção da 1ª vagem (cm), altura das plantas (cm), peso de 100 sementes (g), acamamento, produtividade (kg ha-1), teor de proteína e óleo dos 20 genótipos de soja. 3) Quantificar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) dos genótipos de soja, através da avaliação da produção de biomassa aérea e determinação do teor de N total e abundância natural de 15N. 4) Estimar os custos de produção e lucratividade da lavoura de soja para a região de estudo.
  • Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - DF - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Selma Elaine Mazzetto

Ciências Exatas e da Terra

Química
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  • química fina - macromoléculas derivadas de biomassa vegetal nordestina: síntese, caracterização, produção de filmes finos e comportamento líquido cristalino aplicados no setor produtivo
  • Porfirinas e ftalocianinas são compostos macrocíclicos aromáticos que apresentam estruturas relativamente planares e rígidas. Estas macromoléculas apresentam aspectos que as tornam atraentes para a indústria em geral tais como: versatilidade sintética, estabilidade térmica, catálise homogênea e heterogênea, propriedade fotoquímicas, sistema π conjugado extenso e respostas elétricas ou magnéticas. Quando metaladas produzem mudanças significativas na sua simetria, onde o tamanho do cátion influencia na conformação do anel e, consequentemente, na estabilidade dessas macromoléculas. Os substituintes periféricos, assim como a metalação, também promovem mudanças nas características desta classe de substâncias, como proteção do macrociclo a destruição oxidativa (auto-oxidação), formação de dímeros, aumento do fator resposta a campos elétricos e/ou magnéticos etc. Trabalhos recentes têm mostrado que algumas porfirinas e ftalocianinas apresentam comportamento líquido cristalino, estando esta propriedade intimamente relacionada com o tamanho da cadeia periférica e com o metal inserido na cavidade central do macrociclo. Substituintes apresentando menos de 12 átomos de carbono, na quase totalidade dos casos, não possuem esta característica. Portanto, estas duas classes de compostos são membros importantes da família dos cristais líquidos discóticos, e a obtenção de novas estruturas com essas características passam a ser tema de grande relevância e interesse científico. Cientes dessa importancia, o Laboratório de Produtos e Tecnologia em Processos (LPT) vem desenvolvendo suas atividades de pesquisa com o objetivo de satisfazer as necessidades tecnológicas e inovadoras do setor produtivo, através de projetos voltados às necessidades reais do País, buscando sempre que possível o uso de matérias-primas de baixo impacto ambiental, minimizar gargalos operacionais, o ineditismo nos produtos e processos gerados, valoração e a competitividade industrial. Um exemplo desse desenvolvimento é o Cardanol: constituinte majoritário do Líquido da Casca da Castanha de Caju (LCC) obtido após agroindustrialização das Amêndoas da Castanha de Caju (ACC). O LCC é categorizado como um subproduto de baixíssimo valor agregado, de estocagem restrita e inviável em termos de descarte em função dos impactos ambientais negativos causados a atmosfera, lençóis freáticos e rios, devido aos seus constituintes secundários, especialmente o Cardol pela sua toxicidade. A exportação do LCC é totalmente dependente de cartéis americanos que o adquirem a preços irrisórios considerando suas potencialidades – atualmente é comercializado por US$ 300/t - para exploração de produtos de baixo valor agregado, como borrachas e lonas de freio. O foco é dar continuidade as pesquisas através da utilização da Química Fina como veículo tecnológico e inovador para o aproveitamento dessa biomassa renovável e biodegradável, encontrada exclusivamente no Nordeste do Brasil. Dessa forma, o projeto em questão tem como atividade fim dar continuidade as pesquisas já existentes nessa área no LPT, agora através do desenvolvimento de novos produtos, porfirinas assimétricas e ftalocianinas (base livre e seus análogos metalados) derivadas do cardanol, o que inclui a síntese e caracterização dessas estruturas, a produção de seus filmes finos, a investigação do comportamento líquido cristalino dessas macromoléculas e sua potencial aplicação em mostradores digitais: telas de televisão, computadores, relógios, dentre outros. Esse projeto é uma etapa subsequente de um projeto anterior, aprovado pelo CNPq – Chamada MCTI/CNPq no 14/2012, cujo foco central esteve em torno da obtenção de meso-porfirnas base livre e metaladas. Os resultados obtidos encorajaram a continuidade deste projeto, no aspecto em que todos os compostos investigados formaram fases líquido cristalinas com estrutura discótica colunar hexagonal (Colh), cujos domínios são esferulíticos. Os estudos também mostraram que a meso-porfirina base livre e o complexo porfirínico de Zinco formaram estruturas hexagonal colunar (Colh), as quais são características de cristais líquidos discóticos. Assim sendo, passa a ser de grande importância dar continuidade a estes estudos, agora investigando o comportamento das porfirinas assimétricas e ftalocianinas, ambas base livre e com seus análogos metalados, buscando quais as melhores estruturas para aplicação industrial. O ineditismo do trabalho, além da obtenção das moléculas e suas potencialidades industriais, está focado na origem dessas estruturas, biomassa vegetal regional, onde os constituintes periféricos conterão 15 átomos de carbono cada. A incorporação do cardanol, em função da extensão das suas longas cadeias alquílicas (C15), influenciará fortemente as propriedades eletrônicas do macrocíclo em decorrência da sua natural funcionalização, o que reflete diretamente no aumento da solubilidade das moléculas formadas, baixos pontos de fusão e, principalmente, alteração do estado de agregação, apresentando-se como excelentes candidatos na química supramolecular e na obtenção de filmes finos e cristais líquidos. Essas classes de moléculas vem se destacando, principalmente, pela versatilidade na aplicação nos mais variados setores industriais, indo desde processos de sensores a gás, terapia fotodinâmica, conversão de energia solar, catálise, células solares, até na elaboração de dispositivos moleculares. O projeto está estruturado na consolidação de estudos sobre os resíduos da agroindústria da castanha de caju, com alvo no desenvolvimento industrial, bens de consumo e de capital, a partir de resultados da pesquisa aplicada e do desenvolvimento tecnológico em laboratório. O Brasil é o maior produtor em Castanha de Caju em Casca, entretanto, não existe uma política em agregar valor aos produtos e processos da Química Fina originários desse agronegócio.
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2021
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