Projetos de Pesquisa

 

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Volodymyr Zaitsev

Ciências Exatas e da Terra

Química
  • nanodiamantes com pontos quânticos de carbono imobilizados, como novos nanomateriais para theranostics
  • Entre as aplicações mais promissoras de nanopartículas estão a medicina e a biotecnologia. Nessas áreas, os nanomateriais têm sido usados para administração de medicamentos, terapia fotodinâmica e fototérmica, para teranóstica. Até hoje, os nanomateriais mais utilizados para aplicação biomédica são: metais (Au, Ag, Pt), óxidos metálicos (SiO2, TiO2) e materiais à base de carbono (nanotubos de carbono, fulerenos, grafeno). No entanto, a aplicação biomédica de nanomateriais conhecidos é bastante limitada devido à eventual citotoxicidade e baixa estabilidade coloidal. Portanto, a importância do desenvolvimento de novas nanopartículas é geralmente reconhecida. Entre os novos candidatos, as estruturas baseadas em carbono atraem muita atenção devido à sua biocompatibilidade, alta área de superfície e estabilidade. Entre eles, nanodiamonds (NDs) e quantum pontos de carbono (CQDs) são reconhecidos como uns novos candidatos a aplicações nanobiotecnológicas. A ideia da pesquisa é combinar propriedades atrativas de NDs para biotecnologia e medicina (baixa citotoxicidade, fácil metabolização, capacidade de penetrar nas células e sair da célula sem danificar a membrana) com propriedades atrativas de CQDs para diagnóstico médico (forte e estável fotoluminescência). A combinação destes dois nanomateriais pode também dar um efeito sinérgico da estabilização dos objetos híbridos em solução fisiológica (devido à forte carboxilação da superfície dos CQDs que carregam negativamente as partículas em meios básicos). A imobilização dos CQDs na superfície de NDs também pode aumentar a área de superfície das partículas e sua capacidade de maior funcionalização química. Esta pesquisa está focada na elaboração e investigação de novos nanomateriais híbridos baseados em NDs, com CQDs covalentemente imobilizados (NDs@CQDs) e sua aplicação em teranóstica e em terapia fotodinâmica de câncer. Para possibilitar a utilização de partículas em terapia sonodinâmica, o compósito de partículas mistas será preparado com nanopartículas de TiO2 (TiO2@CQDs). Adicionalmente, a imobilização covalente de fotossensibilizador e componentes bioativos na superfície de nanocompósitos via linker foto-clivável é planejada para garantir sua liberação controlada.
  • Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Vsévolod Mymrine

Engenharias

Engenharia Civil
  • aplicação dos sedimentos dragados de portos paranaguá e antonina como componentes de novos compósitos de construção civil contendo entulho, solo de decapagem e cal residual
  • Os resultados provenientes de pesquisas desenvolvidas em caráter preliminar permitem ensejar a possibilidade de desenvolvimento de novos compósitos para materiais de construção civil contendo sedimentos de dragagem retirados dos Portos de Paranaguá e Antonina no Estado do Paraná, sendo possível reduzir a contaminação da flora e fauna local do Oceano Atlântico, consequência da atividade da deposição de bilhões de toneladas de material dragado em alto mar. Há ainda a utilização de componentes resultantes de processos industriais, tais como os resíduos de construção e demolição (RCD), solo de decapagem (SD), advindo do processo de mineração e, a cal residual proveniente do processo de fabricação da cal (RPC). Com relação às propriedades mecânicas é possível destacar que foi atingido, no quesito resistência à compressão axial, o valor de 6 MPa no 3º dia de cura; 8 MPa no 7º dia; 11 MPa no 14° dia e aos 90 dias de cura o valor de 14,5 MPa. Os valores do coeficiente de expansão variaram entre 0,07 e 0,35%, o coeficiente de absorção de água variou entre 11,0 e 13,4% aos 28° e 90° dias de cura. Esses resultados superam os requisitos estabelecidos pelas normas brasileiras vigentes, considerando materiais sem finalidade estrutural. Além disso, pretende-se com esse estudo analisar os processos físico-químicos da formação de estruturas de novos materiais, utilizando métodos sofisticados, tais como difratometria de Raios-X (DRX), fluorescência Raios-X (FRX), analise térmica diferencial (ATD) e termogravimétrica (ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva (EDS) com mapeamento de dispersão dos isótopos, analise de massa microscópica a laser (LAMMA), entre outros. A análise dos resultados dos ensaios acima mencionados permitirá produzir materiais com propriedades mecânicas controladas. Serão realizados ainda, cálculos da eficiência econômica devido à substituição de matérias primas naturais pelos resíduos utilizados nesse projeto. Como benefícios pode-se destacar que além da redução no consumo de matérias primas naturais, haverá redução do custo de disposição em aterros sanitários, fatores que indicam uma vantagem competitiva para o material, levando-se em conta seu custo benefício aliado ao aspecto de forte apelo ambiental. Caso o emprego dos materiais supracitados se mostre viável economicamente, haverá a possibilidade real de reaproveitar bilhões de toneladas, transformando o que hoje é tratado como resíduo em matéria prima. No Brasil diversas empresas responsáveis pela administração dos portos bem como os órgãos públicos que regulam as atividades serão comunicadas sobre a execução desse projeto de pesquisa, além disso os resultados aqui descritos serão divulgados nos mais renomados periódicos e expostos em congressos internacionais. Durante a realização do projeto de pesquisa haverá três alunos trabalhando no nível mestrado e dois em nível de Ph.D. Por fim, todo o conhecimento desenvolvido durante a pesquisa será incluído nas disciplinas da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTPFR) e Universidade Federal do Paraná (UFPR).
  • Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022