01 - Doutorado - Química

URI Permanente para esta coleção

http://repositorio.uel.br/handle/123456789/47

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 108

Análise metabolômica e quimiométrica em folhas, troncos e caules de diversas espécies de Malpighiaceae
(2025-12-05) Silva, Jaqueline Munise Guimarães da; Zeraik, Maria Luiza; Severino, Vanessa Gisele Pasqualotto; Março, Paulo Henrique; Tarley, César Ricardo Teixeira; Orsato, Alexandre; Almeida, Rafael Felipe de
A família Malpighiaceae inclui árvores, arbustos e lianas, totalizando aproximadamente 1500 espécies distribuídas em florestas tropicais, subtropicais e neotropicais. Essa diversidade se reflete na produção de um amplo repertório de metabólitos especializados, como flavonoides, alcaloides, fenilpropanoides e ácidos fenólicos, frequentemente associados a múltiplas atividades biológicas. Apesar de avanços na caracterização fitoquímica da família, a maioria das espécies permanece sem anotações metabolômicas. Essa lacuna é particularmente relevante diante das variações químicas observadas entre espécies de um mesmo gênero, entre gêneros distintos e em função de fatores ambientais que modulam a síntese metabólica. Neste estudo, perfis cromatográficos de 130 amostras (25 gêneros e 71 espécies) pertencentes à família Malpighiaceae obtidos por Ultra-High-Performance Liquid Chromatography coupled to Mass Spectrometry (UHPLC-MS/MS) foram analisados com o objetivo de anotar metabólitos ainda não descritos e explorar a quimiodiversidade da família. Para tanto, foram aplicadas análises quimiométricas, particularmente, Principal Component Analysis (PCA) e Partial Least Squares–Discriminant Analysis (PLS-DA), permitindo discriminar perfis metabólicos entre diferentes partes da planta, como folhas, troncos e caules e suas variações metabolômicas. Flavonoides, ácidos fenólicos, antocianinas e fenilpropanoides destacaram-se como os principais discriminantes, desempenhando papel central na diferenciação química entre espécies e partes da planta. Os resultados deste estudo destacam a relevância da família como reservatório de metabólitos bioativos e ampliam a compreensão dos fatores que modulam sua diversidade química
Abordagem ambientalmente amigável para a determinação voltamétrica de fármacos antidepressivo e anti-hipertensivo utilizando eletrodo de diamante dopado com boro em matrizes ambientais, farmacêuticas e biológicas
(2026-02-24) Mariano, Renan Silva; Braz, Elen Julciléia Romão Sartori; Sousa, Diana Nara Ribeiro de; Santana, Henrique de; Galli, Andressa; Santos, Vagner Bezerra dos
O desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis, seletivos e ambientalmente sustentáveis tem se tornado uma demanda crescente na química analítica moderna, especialmente para a determinação de fármacos em diferentes matrizes. Nesse contexto, métodos eletroanalíticos destacam-se pela elevada sensibilidade, baixo consumo de reagentes e simplicidade instrumental. Entre os materiais eletroativos, o eletrodo de diamante dopado com boro (EDDB) apresenta propriedades favoráveis, como ampla janela de potencial, baixa corrente de fundo, elevada estabilidade química e resistência à passivação superficial. Neste trabalho foram desenvolvidos e validados métodos voltamétricos utilizando EDDB para a determinação de fármacos de relevância farmacêutica e ambiental. Foram investigadas a vortioxetina (VTX), antidepressivo utilizado no tratamento do transtorno depressivo maior, e o mesilato de doxazosina (DOX), empregado no tratamento da hipertensão arterial e da hiperplasia prostática benigna.Para a determinação de vortioxetina, utilizando voltametria de onda quadrada, foi obtida linearidade entre 9,99 e 148 nmol L?¹, com limite de detecção de 2,35 nmol L?¹. O método foi aplicado na análise de comprimidos comerciais de Brintellix®, apresentando resultados equivalentes aos obtidos por método espectrofotométrico de referência, além da determinação simultânea de vortioxetina e amilorida em soro sanguíneo de rato. Para a determinação de doxazosina, empregando voltametria de pulso diferencial, observou-se linearidade entre 0,19 e 2,15 µmol L?¹ e limite de detecção de 0,00549 µmol L?¹, com aplicação em comprimidos farmacêuticos, amostras de urina e água de rio. Os métodos apresentaram adequada seletividade, precisão e exatidão, sendo avaliados conforme parâmetros recomendados em diretrizes de validação analítica. A avaliação da sustentabilidade por meio da calculadora Analytical GREEnness indicou elevado desempenho ambiental, demonstrando que as metodologias propostas constituem alternativas alinhadas aos princípios da Química Analítica Verde.
Variabilidade do material particulado, frações carbonáceas e suas propriedades ópticas em atmosfera urbana de Londrina
(2026-02-25) Mantovani, Igor Soares; Solci, Maria Cristina; Sousa, Diana Nara Ribeiro de; Ferreira, Odair Pastor; Correa, Sergio Machado; Grassi, Marco Tadeu
Resumo: A poluição atmosférica associada ao material particulado fino MP2.5 representa um dos principais desafios ambientais em áreas urbanas. A elevada complexidade química desse poluente, reforça a necessidade de estudos que integrem aspectos físicos, químicos e óticos do MP atmosférico. O estudo avaliou a variabilidade temporal de MP2.5, BC, WSOC e suas propriedades ópticas na atmosfera urbana de Londrina (PR). As amostragens foram realizadas entre maio de 2017 e julho de 2018, utilizando um amostrador de alto volume. A concentração de MP2.5 foi determinada por gravimetria, o BC por reflectância ótica e o WSOC por extração aquosa seguida de quantificação em analisador de carbono orgânico total. As propriedades ópticas do WSOC foram avaliadas por espectrofotometria UV-Vis, com determinação dos coeficientes de absorção e da eficiência de absorção mássica. Os resultados indicaram elevada variabilidade temporal das concentrações de MP2.5, com média de 34,7 µg m-3. As concentrações de BC variaram entre 0,15 e 6,86 µg m-3, com média de 1,64 µg m-3, correspondendo a aproximadamente 4,7% da massa do MP2.5 e indicando predominância de fontes associadas a processos de combustão. O WSOC apresentou concentrações entre 0,45 e 171,8 µg m-3, com média de 12,6 µg m-3, evidenciando contribuição significativa de processos de formação secundária e envelhecimento atmosférico. As análises estatísticas multivariadas revelaram forte associação entre MP2.5 e WSOC, enquanto o BC apresentou comportamento relativamente independente, sugerindo dinâmicas distintas de emissão e transformação atmosférica. A razão BC/WSOC variou significativamente, indicando alternância entre emissões primárias e material mais oxidado. Conclui-se que o WSOC exerce papel central na variabilidade da massa do MP2.5 e na absorção da radiação solar
Métodos eletroanalíticos sustentáveis para a determinação de 17ß-estradiol e triclosan empregando sensores impressos modificados com quantum dots de grafeno e nanopartículas de ouro
(2026-03-23) Galvão, Juliana Costa Rolim; Medeiros, Roberta Antigo; Dall’Antonia, Luiz Henrique; Santos, Jacqueline Ferreira Leite; Oliveira, Geiser Gabriel de; La Porta, Felipe de Almeida
A presença de contaminantes emergentes em matrizes ambientais e biológicas tem despertado crescente preocupação devido aos potenciais efeitos adversos à saúde humana e aos ecossistemas. Entre esses compostos, o 17ß-estradiol (E2) e o triclosan (TCS) destacam-se por sua ampla utilização em produtos farmacêuticos e de higiene pessoal, bem como por sua persistência no ambiente, mesmo após tratamentos convencionais de água. Neste trabalho, foram desenvolvidos dois métodos eletroanalíticos utilizando eletrodos de carbono impressos por serigrafia (SPE) modificados com nanomateriais e acoplados à voltametria de pulso diferencial para a determinação de E2 e TCS em diferentes amostras. No Capítulo 1, foi desenvolvido um SPE modificado com quantum dots de grafeno (QDGs), os quais foram sintetizados por diferentes métodos e técnicas. Dentre os QDGs avaliados, os obtidos por pirólise do ácido cítrico apresentaram melhor desempenho eletroquímico. O sensor apresentou faixa linear de 5,0 a 100,0 nmol L?¹ para E2, com LOD e LOQ de 0,24 e 7,28 nmol L?¹, respectivamente. Estudos de adição e recuperação em água do Lago Igapó e urina sintética apresentaram recuperação de 98%, e os resultados obtidos em amostras farmacêuticas foram concordantes com o método comparativo por CLAE. O método apresentou índice AGREE de 0,82, superior ao método comparativo (0,56). No Capítulo 2, foi desenvolvido um SPE modificado com nanopartículas de ouro (AuNPs) para a determinação de TCS. Após otimização por planejamento fatorial (2³), obteve-se um sensor com maior área ativa e melhor resposta eletroquímica. A faixa linear foi de 0,3 a 10,0 µmol L?¹, com LOD de 0,29 µmol L?¹ e LOQ de 0,97 µmol L?¹. As recuperações em amostras de água do Lago Igapó, água potável, água do Rio Medianeira e enxaguantes bucais variaram entre 97% e 103%, e os resultados também foram concordantes com os obtidos por CLAE. Os métodos propostos demonstraram ser alternativas simples, rápidas, sensíveis e mais sustentáveis, com menor consumo de solventes e energia, além de potencial para análises in situ, mostrando-se promissores para o monitoramento de contaminantes emergentes.
Dois métodos de secagem da Solidago chilensis e sua influência na concentração de compostos bioativos e atividades antiviral e antioxidante
(2024-08-15) Matos, Ricardo Luís Nascimento de; Arakawa, Nilton Syogo; Orsato, Alexandre; Zeraik, Maria Luiza; Casagrande, Rubia; Ogatta, Sueli Fumie Yamada; Bracarense, Ana Paula Frederico Rodrigues Loureiro
Solidago chilensis, Asteraceae reconhecida por propriedades anti-inflamatórias e antinociceptivas. Compostos naturais com efeitos anti-inflamatórios podem ser promissores no tratamento antiviral. Apesar de ser uma planta medicinal com ampla citação, possui descrições histológicas inconsistentes e a falta de padronização no método de secagem que influencia na concentração de compostos bioativos. Este trabalho objetivou (1) avaliar as estruturas anatômicas das folhas frescas de Solidago chilensis, (2) comparar as estruturas das folhas secas por duas técnicas de secagem (estufa e técnica artística Oshibana) e (3) avaliar a concentração de compostos bioativos nos extratos das inflorescências secas e sua atividade antioxidante, citotóxica e antiviral. As folhas foram secas em estufa e pela técnica artística Oshibana a fim de comparar estatisticamente a massa seca final. As folhas frescas e secas foram incluídas em parafina, submetidas a secções transversais e coradas. Extratos (tintura - EtOH e diclorometano - DCM) foram obtidos a partir das inflorescências secas de S. chilensis em cada técnica de secagem. Os extratos polares foram submetidos à determinação de fenólicos e flavonoides totais, atividade antioxidante e à cromatografia líquida de alta eficiência. Posteriormente, todos os extratos foram submetidos ao ensaio de citotoxicidade e testes de atividade antiviral e virucida frente ao coronavírus da hepatite murina. Os cortes histológicos em parafina confirmaram a presença de tricomas tectores multicelulares e hidatódios nas extremidades foliares. Apesar de não haver diferença estatística na massa das folhas e inflorescências secas, a secagem por Oshibana preservou melhor as pigmentações. Além disso, houve alterações estruturais e perda de celularidade nas folhas secas por estufa. Em contraste, as folhas secas por Oshibana apresentaram compactação, mas manteve a integridade celular. Os extratos etanólicos das inflorescências secas por Oshibana apresentaram mais fenólicos totais (40,51 mg GAE g-1), enquanto os extratos secos em estufa tiveram mais flavonoides totais (22,34 mg Qe g-1 e 48,14 mg Ru g-1), com diferenças significativas entre os métodos. Por outro lado, não houve diferença significativa na atividade antioxidante. Verifcou-se diferenças nas classes de compostos e concentrações entre os extratos polares, sendo 280 nm o comprimento de onda mais indicado para avaliá-los. Os extratos EtOH e DCM de Oshibana demonstraram uma citotoxicidade superior em comparação aos extratos obtidos por secagem em estufa, sendo 1 e 2 vezes mais tóxicos, respectivamente. O extrato etanólico da Oshibana apresentou atividade virucida superior a 99% (25 µg mL-1), enquanto o extrato obtido em estufa foi eficaz em 95% apenas a 200 µg mL-1. Além disso, o índice de seletividade do extrato polar obtido em estufa foi 113,39, enquanto o da Oshibana foi 26,74. As análises determinaram os tipos de parênquimas em S. chilensis. Folhas incluídas em parafina e colorações especiais facilitaram a identificação de estruturas específicas pela primeira vez. A técnica Oshibana preservou pigmentos e estruturas anatômicas, mostrando-se uma alternativa viável para coleções botânicas, incluindo inflorescências e compostos fenólicos. Além disso, o extrato etanólico da Oshibana mostrou-se promissor contra o coronavírus e pode ser testado contra o SARS-CoV-2
Phytochemical study of Brazilian and Asiatic fruits and evaluation of their antiglycation and antioxidant potential in search of a new cosmetic ingredient
(2024-03-22) Ferrari, Anna Beatriz Sabino; Zeraik, Maria Luiza; Nixdorf, Suzana Lucy; Pilau, Eduardo Jorge; Ximenes, Valdecir Farias; Tarley, César Ricardo Teixeira
Produtos naturais têm sido reconhecidos como uma fonte valiosa de compostos que podem apresentar atividade antiglicante, como aqueles que possuem propriedades antioxidantes. Dessa forma, várias espécies como Araucaria angustifolia (pinheiro), Campomanesia phaea (cambuci), Psidium cattelianum (araçá), Eugenia uniflora (pitanga), Psidium guajava (goiaba) e Nephelium lappaceum (rambotã) têm apresentado compostos com atividades antioxidantes, sendo assim consideradas candidatas potenciais com atividades antiglicantes para uso em cosméticos. Neste estudo, analisamos as atividades antioxidantes (ensaios DPPH, ABTS˙+ e ORAC), fator de proteção solar (método de espectrofotometria), estabilidade de cor (método de cor CIE Lab) e atividades antiglicantes (ensaio de albumina sérica bovina - BSA/MGO) dessas espécies. As fracionações cromatográficas dos extratos foram avaliadas por HPLC-UV/DAD e os compostos analisados por espectrometria de massa (UHPLC-QTOF-MS). Araucaria angustifolia (casca), Nephelium lappaceum (casca) e Campomanesia phaea (polpa) apresentaram atividade antiglicante eficiente com etanol 70:30 para as duas primeiras e acetato de etila para a última (55,40; 62,4; 52,8% de inibição da reação de glicação, respectivamente), além de atividades antioxidantes (EC50 = 3,5 ± 0,2; 5,1 ± 0,01; e 56,0 ± 0,6 µg mL-1, respectivamente). A cor desses três extratos se mostrou estável e o extrato da casca de rambotã apresentou o maior fator de proteção solar (FPS: 6,87). O geraniin foi identificado como o inibidor de glicação mais potente no extrato etanólico das cascas de N. lappaceum. Extraídos do pinheiro, a proantocianidina e a epicatequina foram correlacionadas com o efeito inibitório sobre a formação de AGEs, sendo esta a primeira vez que isso é relatado na literatura. No extrato de cambuci, foram identificados o ácido quínico, quercetina metoxi-deoxi-hexosídeo e quercetina-O-pentosídeo, com potencial antiglicante. Consequentemente, as atividades antiglicantes identificadas nesses extratos são promissoras na mitigação das manifestações de envelhecimento cutâneo, apresentando, assim, um potencial substancial para pesquisas avançadas e desenvolvimento de novos cosméticos anti-envelhecimento
Polímero ionicamente impresso poli(aliltiourea) com acesso restrito suportado em nanotubos de carbono para pré-concentração de íons chumbo
(2024-04-12) Bertoldo, Letícia Alana; Tarley, César Ricardo Teixeira; Matos, Roberto de; Dall’Antonia, Luiz Henrique; Pereira, Arnaldo César; Silva, Bruno José Gonçalves da
O desenvolvimento de novos adsorventes em ciências de separação de íons metálicos tem sido amplamente investigado nos últimos anos. Ênfase é dada na obtenção de materiais adsorventes com elevada seletividade, capacidade adsortiva e, principalmente, tratando de fluídos biológicos, capazes de excluir macromoléculas. Portanto, procedimentos de digestão ácida das amostras podem ser evitados. Estudos recentes têm reportado que polímeros ionicamente impressos com acesso restrito (IIP-RAM) podem, em parte, atender essas características, pois evitam a adsorção de macromoléculas. Entretanto, apresentam notável diminuição na seletividade. Assim, este trabalho teve como principal objetivo avaliar a síntese de poli(aliltiourea-ATU) ionicamente impressa (IIP) contendo 1,2-piridilazo-naftol (PAN) como agente complexante auxiliar, suportado sobre nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) via reação radicalar controlada iniferter (IIP-PANMWCNT), para pré-concentração de Pb2+ e simultânea exclusão de proteína. Os agentes modificadores 2-hidroxietil metacrilato (HEMA) e albumina soro bovina (BSA) foram inseridos no processo de obtenção do IIP e avaliados para exclusão de BSA, proteína modelo no estudo. Os materiais sintetizados foram caracterizados por espectroscopia ATR-FTIR e RAMAN, difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e transmissão (TEM), análise termogravimétrica (TGA), ponto de carga zero e ângulo de contato. Os estudos de pré-concentração, realizados usando a extração em fase sólida dispersiva em seringa (ISd-SPE) assistida por ultrassom foram realizados em seringas de polipropileno contendo 50,0 mg do adsorvente e 10,0 mL de solução de Pb2+ 20,0 ugL-1, em pH 6,00 e tampão acetato/ácido acético. Os resultados da pré-concentração demonstraram a relevância do PAN, MWCNT e ATU na síntese, atribuindo melhor desempenho ao IIP-PANMWCNT e IIP-PAN-BSAMWCNT, ao passo que a inserção de HEMA interferiu negativamente na pré-concentração dos íons Pb2+. Além disso, observou-se uma melhoria considerável na adsorção de Pb2+ realizando a extração com o auxílio do ultrassom. Um importante resultado observado é que o IIP-PANMWCNT apresentou igual perfil de adsorção de íons Pb2+ na ausência e presença de BSA em solução mesmo sem a inserção de BSA. Portanto, evidenciando sua capacidade de excluir a BSA e adsorver Pb2+ com seletividade simultaneamente, conforme demonstrado pelos coeficientes de seletividade. Ao se empregar o IIP-PAN-BSAMWCNT, a adsorção de Pb2+ na ausência de BSA foi superior àquela na sua presença, indicando exclusão dos íons Pb2+ juntamente à BSA. Assim, nesta tese é apresentada a síntese de um IIP seletivo com acesso restrito sem a necessidade do uso de agentes modificadores, como HEMA e BSA. O método de pré-concentração usando a técnica TS-FF-AAS, apresentou limite de detecção de 0,25 µg L-1 sendo aplicado em amostras de leite com etapas mínimas de preparo de amostra (ajuste de pH, diluição e filtração), fazendo uso de curva analítica com calibração externa.
Development of low-cost and enhanced iron vanadate electrodes for (photo)electrochemical sensor applications
(2025-02-27) Camargo, Luan Pereira; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Tarley, César Ricardo Teixeira; Ferreira, Odair Pastor; Vieira, Luciana Lima; Damos, Flávio Santos
Esta tese investiga a síntese e aplicação de fotoeletrodos de vanadato de ferro (FeVO) em sistemas fotoeletroquímicos, abordando relevantes desafios sociais e científicos. O trabalho está dividido em quatro capítulos, cada um explorando uma aplicação distinta para validar as hipóteses propostas sobre as propriedades catalíticas, de detecção e de melhoria estrutural do material. No primeiro capítulo, avaliamos o processo de Adsorção e Reação Sucessiva de Camadas Iônicas (SILAR) como rota de síntese para o semicondutor vanadato de ferro. Com o controle de tempo e temperatura, sintetizamos a fase Fe2V4O13 que foi utilizada para a fotoeletrooxidação não enzimática de glicose. O material demonstrou resposta fotocatalítica sob luz visível, alta sensibilidade (0,370 µA mM–1 cm–2), baixo limite de detecção (52 µmol L–1), elevada seletividade e reprodutibilidade. Tais resultados indicaram seu potencial para a construção de dispositivos confiáveis e economicamente viáveis para o monitoramento glicêmico. No segundo capítulo, ampliamos o desenvolvimento de sensores eletroquímicos para aplicações biomédicas utilizando diferentes fases do vanadato de ferro (FeVO4 e Fe2V4O13). Em condições otimizadas, a detecção de dopamina – principal indicador de doenças neurológicas, tal como Parkinson – apresentou duas faixas lineares (1,21 – 30,32 µmol L-1 e 30,32 – 72,77 µmol L-1), com limites de detecção e quantificação de 0,34 e 1,12 µmol L–1, respectivamente. O dispositivo demonstrou boa seletividade mesmo na presença de interferentes e foi validado na análise de dopamina em fluido cerebrospinal artificial (valores de recuperação entre 98,7% e 102,4%) e na determinação do fármaco Prolopa® (forma carboxilada da dopamina), tipicamente prescrito por médicos para tratamento de Parkinson. Cálculos baseados na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) aprofundaram o conhecimento da relação estrutura-atividade. Obtemos importantes insights sobre as interações eletrônicas, destacando a adequação do material para a detecção de analito de interesse comparada as espécies interferentes. Baseando-se na transferência de carga, um mecanismo para o aprimoramento da atividade catalítica durante incidência de luz visível também foi proposto por DFT. No terceiro capítulo abordamos o desafio global representado pelo vírus SARS-CoV-2. Neste trabalho, desenvolvemos uma plataforma imunossensora seletiva, combinando eletrodos de vanadato de ferro com um novo anticorpo de domínio único para detectar o domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína spike. Além disso, avaliamos a influência da solução eletrolítica no desempenho fotoeletroquímico de nossos fotoanodos. A plataforma alcançou limites de detecção ultrabaixos (0,15 pg mL-1) e precisão em amostras de soro humano, demonstrando a viabilidade de sistemas fotoeletroquímicos para detecção rápida e não invasiva de vírus. No quarto capítulo desta tese, exploramos a engenharia de heteroestruturas entre vanadato de ferro e trióxido de tungstênio, visando melhorar a transferência de carga interfacial, controlar a concentração de portadores de carga e mitigar o processo de recombinação. Com um estudo sistemático, identificamos que controlar a ordem e quantidade de camadas de crescimento dos semicondutores pode ser uma estratégia viável para otimizar seu desempenho fotoeletroquímico, minimizando o consumo de recursos. As heterojunções, com alinhamento de banda tipo-II, apresentaram eficiente separação de cargas, maior absorção de luz visível e redução da recombinação dos portadores de carga fotogerados. Ao ajustar estrategicamente a metodologia de construção, otimizamos o processo de fabricação. Por exemplo, eletrodos com menos ciclos de deposição, como “2L_FeVO + 1L_WO3 (mistura)” e “2L_WO3 + 2L_FeVO”, apresentaram melhores resultados em comparação com os semicondutores individuais e com eletrodos mais espessos, como o “4L_FeVO + 5L_WO3”. A reação de oxidação fotoeletroquímica da água, especialmente reação de evolução de oxigênio, foi utilizada como modelo para o processo de produção de hidrogênio, um combustível sustentável sem emissões de gases poluentes. Os resultados obtidos foram associados as condições experimentais e a reações competitivas ao processo de water-splitting. Além do avanço no conhecimento das propriedades do vanadato de ferro, essa tese demonstrou a versatilidade das técnicas eletroquímicas (voltametria cíclica, linear, pulso diferencial, onda quadrada, cronoamperometria, e espectroscopia de impedância eletroquímica) para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos. Cada técnica traz características e respostas diferentes, que pode ser explorada para otimização. De modo geral, os resultados confirmaram as hipóteses iniciais, evidenciando a eficiente absorção de luz visível, estabilidade química e versatilidade do FeVO em sistemas fotoeletroquímicos. Ao mesmo tempo, as modificações estruturais com a formação de heteroestruturas, aprimoraram significativamente o desempenho eletroquímico do material, abrindo caminho para avanços em detecção, catálise e aplicações em energia renovável
Aprendizagem por reforço (Q-Learning) aplicada à bacia hidrográfica do Rio Doce para o estabelecimento de políticas públicas de recuperação
(2025-03-28) Kroetz, Barbara Lunardelli; Yabe, Maria Josefa Santos; Sousa, Diana Nara Ribeiro de; Angilelli, Karina Benassi; Zarpelão, Bruno Bogaz; Silva, Hágata Cremasco da; Reis, Cecília Estima Sacramento dos
Em 05 de novembro de 2015, a barragem de mineração do Fundão, em Mariana (MG), rompeu e liberou aproximadamente 50 milhões de m3 de resíduo de mineração. O resíduo afetou severamente toda a bacia hidrográfica do Rio Doce, atingindo a foz no Oceano Atlântico. Os impactos causados pelo desastre têm sido agravados pela supressão da mata ciliar para o desenvolvimento da agropecuária e pela construção de edifícios comerciais e residenciais. Além disso, a falta de um sistema de saneamento básico tem agravado a situação, devido à interação da matéria orgânica dos efluentes com elementos potencialmente tóxicos, que são mobilizados ao longo da bacia. Barragens de contenção de resíduo da mineração, principalmente as construídas pelo método a montante, apresentam risco para a região, uma vez que podem se romper. Para minimizar os problemas na bacia e buscando recuperar a região, o presente estudo tem como objetivo desenvolver uma metodologia baseada em aprendizagem por reforço (Q-Learning), aplicada à bacia hidrográfica do Rio Doce, para o desenvolvimento de políticas públicas de recuperação ambiental, remediação e fiscalização. Para a aplicação do algoritmo Q-Learning, foi realizado um levantamento de dados sobre as condições socioeconômicas das cidades na bacia do Rio Doce. Os diagramas estado-ação para os parâmetros de desmatamento, mineração e saneamento básico foram estabelecidos em tabelas Q de 6×6, totalizando 36 estados para cada um dos problemas de aprendizagem identificados. O diagrama estado-ação para a concentração dos elementos potencialmente tóxicos na bacia foi estabelecido em tabela Q de 8×8, totalizando 64 estados. O algoritmo estabeleceu o melhor caminho após 1.000 iterações de aprendizagem para atingir a recuperação que leva o agente a receber a maior recompensa acumulada em longo prazo, partindo do estado de maior degradação (S1,1) até o estado de equilíbrio (S6,6 ou S8,8), com base nas maiores porcentagem de recuperação para os parâmetros analisados. A política pública foi estabelecida após a aplicação do algoritmo de aprendizagem por reforço em um sistema de multas e recompensas, objetivando oferecer ao agente o conjunto de ações que maximiza o retorno de longo prazo. O sistema foi baseado no que é previsto em lei e de acordo com as porcentagens de recuperação atingidas pelo agente após a etapa de amostragem e de avaliação. O algoritmo foi eficaz para estabelecer as melhores ações para a recuperação da mata ciliar do Rio Doce, para a descaracterização das barragens de mineração construídas pelo método a montante, bem como para a estruturação de um sistema de saneamento básico, e para a remediação de elementos potencialmente tóxicos nos compartimentos ambientais da bacia. Assim, a política pública para a recuperação eficiente e factível da bacia hidrográfica do Rio Doce pode ser aplicada, proporcionando melhores condições ambientais de longo termo para a região impactada
Difusão de poluentes inorgânicos potencialmente tóxicos em matrizes ambientais
(2023-12-15) Silva, Angelita Aparecida Ribeiro da; Yabe, Maria Josefa Santos; Bisinoti, Márcia Cristina; Vendrame, Pedro Rodolfo Siqueira; Carvalho, Gizilene Maria de; Angilelli, Karina Benassi
A difusão de poluentes inorgânicos potencialmente tóxicos foi avaliada em bentonita e solos. O estudo foi dividido em duas partes. Na primeira parte foram determinados os coeficientes de difusão aparente e efetivo do selenito [Se(IV)] e selenato [Se(VI)) em uma bentonita brasileira, utilizando o método de fonte planar e a segunda lei de Fick. A determinação dos valores do potencial redox (EH), dos coeficientes de distribuição e a especiação de Se(IV) e Se(VI) em bentonita, por extração sequencial com análise por Espectrometria de Absorção Atômica acoplada a gerador de hidretos, contribuíram para a compreensão dos fenômenos ocorridos durante a difusão. Os coeficientes de difusão aparente foram da ordem de 10-11 m2 s-1 para Se(VI) e 10-12 m2 s-1 para Se(IV). Um aumento no (EH) da suspensão de bentonita+Se(IV), de 448 para 511 mV, pode estar associado à oxidação do selenito em um processo de interconversão das espécies. A interconversão pode mobilizar o selênio, uma vez que espécies reduzidas podem ser oxidadas tornando-se mais móveis e aumentando a contaminação ambiental, limitando as aplicações de bentonita como barreiras geológicas. A segunda parte trata da difusão de crômio, cobre e arsênio (CCA), proveniente de madeiras tratadas, pinus e eucaliptos, em dois tipos de solo, um de textura argilosa e um de textura média. Os coeficientes de difusão de Cr(VI), Cu(II) e As(V) nos solos foram determinados utilizando o método de fonte planar. Um experimento paralelo, realizado em vasos plásticos, simulou uma situação real de contaminação de solos por CCA proveniente das madeiras. Os coeficientes de difusão estiveram na ordem de 10-12 m2 s-1. Observou-se que uma sorção competitiva entre as espécies Cr(III) e Cu(II) pode favorecer a difusão do Cu(II). As características do solo de textura argilosa (pH 6,10 e EH 531 mV) e de textura média (pH 4,55 e EH 593 mV) sugerem interconversão entre as espécies Cr(III/VI). O transporte e a dinâmica dos contaminantes foram mais acentuados no solo de textura argilosa. Os resultados evidenciaram o potencial poluidor das madeiras tratadas com CCA. Os resultados nos permitem alertar os órgãos ambientais sobre a contaminação ambiental causada pela difusão de íons potencialmente tóxicos em solos a partir de madeiras tratadas com CCA
Voltametria e química verde: o uso do eletrodo de diamante dopado com boro no desenvolvimento de métodos para determinação de fármacos e corantes
(2025-03-06) Coldibeli, Bruna; Braz, Elen Julciléia Romão Sartori; Almeida, Lucio César de; Killner, Mário Henrique Montazzolli; Teixeira, Marcos Fernando de Souza; Brocenschi, Ricardo Francisco
Os métodos de análise sempre desempenharam um papel importante na garantia de qualidade e segurança de medicamentos e alimentos, como também na proteção da saúde pública e do meio ambiente, e por isso sempre foram foco de estudos ao redor do mundo. No entanto, com as atuais preocupações ambientais, requisitos adicionais relacionados com a segurança do meio ambiente passaram também a fazer parte do desenvolvimento de novas metodologias. Assim, a voltametria em conjunto com o eletrodo de diamante dopado com boro (EDDB) se apresenta como uma alternativa atraente às técnicas convencionas, pois, devido às suas características intrínsecas, oferecem análises simples, rápidas, de baixo custo, sensíveis, confiáveis, seguras e verdes. Nesse sentido, foram desenvolvidos métodos voltamétricos usando o EDDB pré-tratado catodicamente para determinação individual dos fármacos loperamida (LOP) e lisinopril (LSNP), e para determinação simultânea dos anti-hipertensivos hidroclorotiazida (HCTZ) e LSNP e dos corantes alimentícios índigo carmin (INDG) e carmoisina (CRMS). Inicialmente, estudos sobre o comportamento eletroquímico dos analitos sobre o EDDB foram realizados, bem como sobre o efeito das condições experimentais para sua determinação. Curvas analíticas usando as técnicas de voltametria de pulso diferencial (VPD) e voltametria de onda quadrada (VOQ) foram construídas com os parâmetros instrumentais otimizados. Os métodos para determinação individual dos fármacos LOP e LSNP usando VPD apresentou linearidade nas faixas de concentração de 1,50 – 21,05 µmol L-1 e 9,99 – 196 nmol L-1, com limites de detecção (LD) de 0,41 µmol L-1 e 3,05 nmol L-1, respectivamente, enquanto que para a determinação simultânea dos anti-hipertensivos HCTZ e LSNP usando VOQ apresentou linearidade nas faixas de concentração de 0,40 – 3,99 e 0,050 – 1,04 µmol L-1, com LD de 0,052 e 0,012 µmol L-1, respectivamente. As curvas analíticas construídas usando VPD para a determinação simultânea dos corantes INDG e CRMS apresentou linearidade nas faixas de concentração de 1,99 – 21,26 e 0,99 – 12,56 nmol L-1, com LD de 0,598 e 0,273 nmol L-1, respectivamente. A validação intralaboratorial foi realizada e os métodos voltamétricos demonstraram linearidade, seletividade, precisão e exatidão adequadas para a determinação dos analitos nas diferentes matrizes de amostras (ambientais, biológicas, farmacêuticas e alimentícias). Ainda, o impacto ambiental dos métodos foi avaliado demonstrando que ambos os constituem alternativas mais verdes aos métodos analíticos convencionais reportados na literatura
Efeitos de íons Cr³+, Mn²+ e Co²+ e antioxidantes naturais na estabilidade oxidativa do biodiesel
(2025-08-11) Branco, Isadora Guilherme; Borsato, Dionísio; Santana, Henrique de; Angilelli, Karina Benassi; Bona, Evandro; Galvan, Diego
A busca por alternativas sustentáveis ao uso de combustíveis fósseis destaca o biodiesel, cuja estabilidade oxidativa ainda é um desafio. O uso de aditivos antioxidantes naturais se apresenta como estratégia eficaz para aumentar sua vida útil. O estudo teve como objetivo avaliar a eficiência extratos antioxidante naturais etanólicos de folhas de café (Coffea arabica), erva-mate (Ilex paraguariensis) e polpa de jambolão (Syzygium cumini lamarck) na estabilidade oxidativa do biodiesel, considerando a atuação dos extratos na presença e ausência dos íons metálicos de Cr³+, Mn²+ e Co²+. Os extratos naturais foram adicionados ao biodiesel e sua estabilidade oxidativa avaliada pelo período de indução (PI) e pela taxa de reação de oxidação (k) a temperatura constante de 110 °C. O planejamento experimental de mistura simplex-centroide foi realizado, aliado à otimização pelo método simplex supermodificado e à função de desejabilidade, com o objetivo de maximizar o PI e minimizar o valor de k. Os modelos matemáticos ajustados apresentaram elevados coeficientes de determinação, com R²ajustado de 0,990 para o PI e 0,960 para k e foram validados estatisticamente por análise de variância. Os resultados indicaram que todos os extratos naturais aumentaram a estabilidade do biodiesel, reduzindo o valor de k e aumentando o PI se comparado ao B100. O extrato de folhas de café destacou-se na ausência de íons metálicos, elevando o PI para 12,42 horas e reduzindo k em aproximadamente seis vezes. No entanto, a presença dos íons metálicos reduziu o PI em todas as amostras, sendo o extrato de erva-mate o mais sensível ao Mn²+, com variação de 41,61% para o PI. O íon Cr³+ teve menor impacto, especialmente na presença do extrato de folhas de café, que apresentou variação da taxa de oxidação de 3,55%. Frente ao efeito catalítico dos metais, o extrato de polpa de jambolão mostrou maior resistência e eficácia antioxidante em comparação aos demais extratos
Caracterização elétrica, ótica e estrutural das interfaces contendo P3ats e PCBM ou PDFA sobre ITO/TiO2
(2025-07-08) Kubota, Mayara Masae; Santana, Henrique de; Olivati, Clarissa de Almeida; Laureto, Edson; Carvalho, Gizilene Maria de; Almeida, Lucio César de
Neste trabalho, foram investigadas as interfaces formadas entre poli(3-alquiltiofenos) (P3ATs) juntamente com a polidifenilamina (PDFA) ou o éster metílico do ácido [6,6]-fenil-C61-butírico (PCBM), com o objetivo de compor a camada ativa de células solares orgânicas invertidas. Essas interfaces foram preparadas eletroquimicamente sobre eletrodos de ITO, previamente depositados quimicamente sobre filmes de (dióxido de titânio) TiO2 para o estudo das propriedades ópticas e eletrônicas aplicada para o desenvolvimento dessa tecnologia. Também foi estudado a influência da PDFA e do PCBM nas fortes interações e na transferência eletrônica entre os P3ATs e o TiO2 aspectos cruciais para o desempenho da camada ativa nesse tipo de dispositivo. Neste trabalho, foi verificado que os sistemas contendo os P3ATs tem uma forte interação com o TiO2, estabilizando os segmentos radical cátion P3ATs e a presença da PDFA ou PCBM desestabilizam essa interação. Estes resultados foram complementados pelos espectros fotoluminescência a baixa temperatura (15 K), apresentando a diminuição de intensidade e deslocamento da banda associada a emissão do radical cátion, observado sem a presença do TiO2 no sistema estudado e também por DRX que demonstrou a não interferência do PCBM na estrutura cristalina do TiO2. Estes resultados foram complementados pelas imagens de Raman Confocal, demonstrando áreas de maior e menor concentração de PCBM, TiO2 e P3ATs, porém, mesmo com essas áreas, os espectros demonstraram certa homogeneidade dos segmentos estudados por todo o filme gerado. Os resultados obtidos envolvendo a interface do poli(3-mtiltiofeno) (P3MT) com o TiO2 impregnado com o ácido camposulfônico demonstraram a ocorrência de um ganho expressivo na formação do segmento radical cátion. Além disso, foi verificado que a transição dos segmentos radical cátion para dicátion ocorre com o tempo, favorecendo uma boa estabilidade entre estes segmentos na interface com o TiO2. Foi concluído que o dispositivo formado com o P3MT possui uma boa aplicação para células solares orgânicas.
Implantação e utilização da plataforma Quizizz na disciplina de Química no Núcleo Regional de Educação de Paranavaí
(2025-06-26) Luz, Carlos Augusto; Cirino, Marcelo Maia; Sousa, Diana Nara Ribeiro de; Arrigo, Viviane; Dutra, Alessandra; Figueiredo, Marcia Camilo
Em um período pós-pandêmico, passou-se a vivenciar o aumento da utilização de plataformas digitais no contexto escolar. Se, por um lado, professores podem se beneficiar desse formato mais dinâmico e interativo para criar uma experiência gamificada em suas aulas, por outro lado parece haver um sentimento de imposição de recursos padronizados por parte das escolas e do sistema educacional. Constitui-se como objetivo geral da pesquisa investigar como se dá a implantação e a utilização da Plataforma Educacional Quizizz no Programa Desafio Paraná por professores da disciplina de Química no Núcleo Regional de Educação (NRE) de Paranavaí/PR. Como objetivos específicos, elencamos: descrever o processo de implantação de Plataformas Digitais de Aprendizagem em Sala de Aula na Educação Básica Pública do Estado do Paraná, em escolas do Núcleo Regional de Paranavaí; compreender as percepções da técnica do NRE e dos professores de Química do NRE de Paranavaí sobre a implantação e a utilização da Plataforma Educacional Quizizz como recurso digital no Programa Desafio Paraná. A metodologia empregada é de natureza qualitativa, na modalidade estudo de caso. Como dados, consideramos as respostas de um questionário aplicado a 12 professores, bem como os dados obtidos em entrevista com a Técnica (TEC) do NRE Paranavaí/PR, responsável pelo Programa Desafio Paraná. Para a discussão dos resultados, foi empregada Análise Textual Discursiva. Os resultados obtidos demonstraram que o processo de implantação de plataformas digitais de aprendizagem em sala de aula na Educação Básica pública do estado do Paraná, em escolas do NRE de Paranavaí, tem implicado um crescimento de acessos, em especial pelo fato dos estudantes terem a oportunidade de realizar as atividades na própria escola. Evidenciou, porém, que não há um engajamento com o programa por parte significativa dos professores já que, na visão de vários deles, esse processo vem ocorrendo de forma compulsória. Embora o professor tenha autonomia em usar as próprias atividades preparadas por técnicos da SEED e disponibilizadas no Quizizz, realizar alterações ou criar as suas próprias atividades, esse material oferecido previamente é visto por vários professores como uma imposição. Sobre a capacitação para o uso das plataformas, tanto nas falas de TEC quanto na resposta de alguns professores, destacam-se diferentes encaminhamentos, que ocorrem tanto de modo síncrono quanto assíncrono. Em relação às potencialidades do Quizizz, foram destacadas ferramentas e funções específicas para os estudantes que apresentam alguma dificuldade, a possibilidade de os professores criarem suas próprias atividades, o lúdico que desperta o interesse os alunos em realizar as atividades, bem como maior engajamento por parte deles. Sobre os desafios vivenciados nesse processo de implementação da Plataforma, foram trazidos tanto aspectos estruturais (como problemas de acesso à internet, falta de computadores ou disponibilidade de laboratório de informática no horário de aula da disciplina de Química) quanto humano (com destaque para a falta de envolvimento dos estudantes). Por fim, das possibilidades de melhoria no processo de utilização desta plataforma, foi apontado seu uso para recomposição de aprendizagem, a partir da análise de relatórios sobre os acertos e erros, bem como a necessidade de superação de limitações operacionais e de infraestrutura.
Desenvolvimento de sensor biomimético de polipirrol baseado em tecnologia de impressão química e pré-concentração controlada eletroquimicamente visando a determinação de SARS-CoV-2 em amostra de saliva
(2024-12-19) Ferreira, Milena do Prado; Tarley , César Ricardo Teixeira; Dall’Antonia, Luiz Henrique; Medeiros, Roberta Antigo; Pereira, Arnaldo César; Galli, Andressa
Dados os desafios inerentes aos métodos usualmente utilizados no diagnóstico da COVID-19, como a reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa (RTPCR – técnica padrão ouro), a utilização do diagnóstico eletroquímico é uma forma oportuna de superar os inconvenientes relacionados ao longo tempo de resposta, à necessidade de profissionais qualificados e equipamentos caros. Sensores eletroquímicos baseados em Polímero Molecularmente Impresso (MIP) apresentam benefícios como simplicidade operacional, detecção no local, economia, menor quantidade de amostra, tempos de resposta mais rápidos e seletividade pronunciada. Portanto, neste trabalho foi desenvolvido uma nova abordagem para projetar um sensor eletroquímico altamente sensível e seletivo para a detecção da proteína spike SARS-CoV-2 (proteína S) em saliva. O sensor foi fabricado com base em polipirrol (PPy) eletropolimerizado com impressão molecular (MIP/PPy) em um eletrodo impresso de carbono (SPCE). Os parâmetros associados a síntese eletroquímica, como número de ciclos e as concentrações de monômero (Py) e molde (proteína S), foram otimizados para obter a melhor resposta eletroanalítica para proteína S. Como controle, polímeros não-impressos (NIP/PPy) foram sintetizados da mesma forma, na ausência da molécula molde. Todas as etapas de otimização foram monitoradas por voltametria cíclica (CV) e espectrometria de impedância eletroquímica (EIS) usando [Fe(CN)6]3−/4− como sonda redox. A morfologia dos sensores MIP/PPy e NIP/PPy foi avaliada por MEV e AFM. Inicialmente, a superfície do SPCE foi ativada com 0,1 mol L−1 H2SO4 utilizando 15 ciclos voltamétricos para aumentar a condutividade e remover possíveis contaminantes. Como esperado, a ativação foi confirmada pela redução na resistência à transferência eletrônica e pelo aumento no sinal da CV. Após a ativação, as melhores condições obtidas após a otimização da eletrossíntese foram definidas como: pirrol a 0,3 mol L−1, proteína S a 40 μg mL−1 e 4 ciclos. A seletividade do MIP/PPy em comparação ao NIP/PPy foi avaliada pela religação da proteína S (pH 7,3) na concentração de 10 ng mL−1 por ~40 min, seguido do monitoramento da sonda redox. Uma diminuição substancial na corrente de pico anódica da sonda foi observada ao usar o MIP/PPy. A detectabilidade do sensor foi ainda melhorada pela pré-concentração de proteína S controlada eletroquimicamente a 0,6 V durante 1,0 min no processo de religação, enquanto a seletividade do sensor foi mantida. Sob esta condição, foi observada uma melhoria notável na detectabilidade exibindo um limite de detecção baixo de 6,8 fg mL−1 e uma curva analítica na faixa de 25,0–125,0 fg mL−1 (R2=0,996). A repetibilidade avaliada em 10 sensores foi satisfatória com um desvio padrão relativo (RSD) de 2,8. Após a preparação do sensor, ele pode ser armazenado por até 14 dias sob refrigeração (4˚C), mantendo uma eficiência na resposta de 85%. O MIP/PPy exibiu seletividade em relação à proteína S em comparação com antitripsina, albumina sérica humana (HAS), transferrina, HIgG e lisozima. Por fim, o sensor foi aplicado para detectar o vírus SARS-CoV-2 por meio da proteína S em três amostras de saliva de pacientes infectados e validadas por RT-PCR. Além disso, a recuperação obtida, de 91 a 103%, em amostras negativas com proteína S atestou a análise livre de interferência
Síntese de polímero molecularmente impresso para pré-concentração e determinação de tetraciclinas em amostras de leite empregando sistema BIA com detecção amperométrica
(2023-05-19) Rocha, Luana Rianne da; Tarley, César Ricardo Teixeira; Sartori, Elen Julciléia Romão; Matos, Roberto de; Figueiredo, Eduardo Costa de; Pereira, Arnaldo César
A tetraciclina (TC), um antibiótico de amplo espectro utilizados para o tratamento de infecções bacterianas em humanos e animais, bem como agente promotor de crescimento em animais, têm sido considerado um poluente emergente devido à presença de seus resíduos nos alimentos e no meio ambiente, podendo causar disfunções endócrinas, reprodutivas e metabólicas, além de resistência bacteriana em seres humanos. Devido à baixa concentração e complexidade das matrizes, se faz necessária uma etapa de preparação da amostra. Nesse sentido, a extração em fase sólida por impressão molecular (MISPE) se torna atraente devido à adsorção seletiva do o analito alvo pelo polímero, que permite a pré-concentração do analito e limpeza da matriz da amostra. Assim, no presente trabalho, foi desenvolvido um método analítico baseado na pré-concentração off-line de TC usando um polímero molecularmente impresso (MIP) e determinação amperométrica em sistema de análise de injeção em batelada (BIA) empregando um eletrodo impresso de carbono (SPCE) modificado com nanopartículas de ouro. Os parâmetros associados ao sistema BIA, bem como aqueles relacionados à modificação do sensor, foram otimizados para obter maior sinal analítico para TC. As variáveis do sistema BIA, como vazão e volume de injeção foram otimizados obtendo a melhor resposta com velocidade de 123,15 µL s-1 e volume de injeção de 200 µL, enquanto o melhor desempenho do sensor foi obtido aplicando potencial de 1,2 V vs Ag/AgCl e usando 4 mmol L-1 HAuCl4 na modificação do eletrodo. Sob condições otimizadas de BIA e eletroanalítica, a determinação de TC foi realizada obtendo-se um limite de detecção de 3,53 µmol L-1. Com o objetivo de obter menores limites de detecção, bem como melhorar a seletividade do método desenvolvido, um novo polímero molecularmente impresso para TC foi sintetizado usando um método de síntese semi-covalente baseado em uma ligação específica termicamente reversível. Nesta síntese, o complexo molde-monômero foi sintetizado pela reação de isocianato de 3-isopropenil-a,a-dimetilbenzil com TC, onde a TC foi ligada a um grupo vinílico polimerizável por meio de uma ligação uretano termicamente reversível. A remoção da TC por uma simples reação térmica produziu sítios específicos de reconhecimento de tetraciclina na superfície do polímero. O polímero não impresso (NIP) foi sintetizado da mesma forma, sem a presença do molde. Os polímeros foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, adsorção/dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica e ponto de carga zero. Com base nos coeficientes de seletividade relativa (k’), o MIP apresentou maior seletividade para TC e alguns compostos estruturalmente semelhante pertencentes a família das tetraciclinas em relação ao NIP, mesmo tendo uma área específica menor (183,21 m2 g-1) que o NIP (206,12 m2 g-1), indicando que a maior capacidade de adsorção de TC pelo MIP se dá pela impressão química. Estudos de seletividade mostraram que o MIP tem maior seletividade para TC e compostos da família das tetraciclinas (oxitetraciclina e clorotetraciclina), quando comparado em relação ao NIP. Com base nos resultados obtidos no estudo de cinética de adsorção, a porcentagem de remoção aumentou com o tempo, atingindo o equilíbrio de religação em 15 min para ambos os polímeros. Além disso, isotermas de adsorção mostraram capacidade de religação de TC de 76,74 mg g-1 e 38,19 mg g-1 para MIP e NIP, respectivamente. Após a etapa de caracterização, o polímero foi empregado no método MISPE com posterior detecção amperométrica em sistema BIA. O método apresentou faixa linear de 0,011 a 0,300 µmol L-1, limite de detecção e quantificação de 0,003 e 0,011 µmol L-1, respectivamente, e fator de pré-concentração de 214,8 vezes. A precisão intra-dia (n=6) e inter-dia (n=2) do método foi avaliada em termos de repetibilidade para as concentrações 0,03 e 0,10 µmol L-1, obtendo-se desvios padrões relativos entre 1,71 e 3,78% para precisão intra-dia e, 2,81 a 4,38 para a inter-dia. A aplicabilidade do método foi demonstrada realizando análise de tetraciclina, bem como de oxitetraciclina e clorotetraciclina, em diferentes amostra de leite UHT e “in-natura”, com recuperações variando de 93 à 102%.
Utilização de simuladores no ensino de química: a influência da hiper cultura na aprendizagem de conceitos relacionados à polaridade molecular
(2025-03-13) Manfio, Renata Andrade; Cirino, Marcelo Maia; Souza, Aguinaldo Robinson de; Barros, Daniela Melaré Vieira; Leite, Bruno Silva; Gibin, Gustavo Bizarria
O estudo teve como objetivo investigar as contribuições de ferramentas hiper culturais, como simulações computacionais, integradas a sequências didáticas estruturadas, para o ensino de Química, especialmente sobre conceitos abstratos como polaridade molecular. Com base nos referenciais teóricos de Zabala (1998) e Souza (2004), foi desenvolvida, aplicada e avaliada uma sequência didática, fundamentada na Teoria da Mediação Cognitiva (TMC) (Souza, 2004), que define ferramentas hiper culturais como tecnologias digitais que expandem as capacidades humanas ao criar contextos interativos para a construção do conhecimento, sendo mediadores no desenvolvimento de drivers cognitivos – estruturas mentais dinâmicas que integram processos internos e sistemas externos de informação. A pesquisa foi realizada em uma Escola Técnica (ETEC) em Palmital (SP), com uma turma do 1º ano do Ensino Médio com habilitação profissional em Técnico em Administração. A pesquisadora, também professora da turma, ministrou aulas de Química para implementar a metodologia em oito aulas de 50 minutos, divididos em quatro dias. A sequência didática combinou aulas teóricas e práticas, utilizando ferramentas hiper culturais, como o simulador Polaridade da Molécula, disponível na plataforma PhET. A interpretação dos dados, baseada na Análise Textual Discursiva (Moraes e Galiazzi, 2007) e na Análise Gestual Descritiva (Monaghan e Clement, 1999; Stephens e Clement, 2010), revelou que o simulador computacional, integrado a sequência didática desenvolvida, contribuiu para um maior engajamento e a compreensão de conceitos abstratos. Os alunos tiveram avanços na visualização mental e internalização de conceitos, desenvolvendo drivers hiper culturais, conforme descrito por Souza (2004). A interação contínua com o simulador facilitou a consolidação do conhecimento, tornando mais acessíveis conceitos anteriores abstratos. Os resultados evidenciaram que ferramentas hiper culturais, como simuladores virtuais, superaram as limitações do ensino tradicional, forneceram práticas pedagógicas inovadoras e alinhadas às demandas tecnológicas do século XXI. Assim, o estudo reforça a eficácia de integrar ferramentas hiper culturais e sequências didáticas fundamentadas, para transformar o ensino de Química e facilitar a adaptação dos alunos a contextos educacionais digitalizados.
O uso de software de simulação digital no ensino e aprendizagem de química: uma análise à luz do conectivismo e da aprendizagem significativa.
(2025-02-25) Santos, Anne Catherinne da Luz dos; Cirino, Marcelo Maia; Rezzadori, Cristiane Beatriz Dal Bosco; Costa, Hawbertt Rocha; Ribeiro, Diana Nara; Assaí, Natany Souza
Este estudo investiga como o uso de simulações digitais PhET, influencia na interação e assimilação dos alunos com o conteúdo escolar. Para isso, analisamos a aplicação dessas ferramentas nos temas Impactos Ambientais, Chuva Ácida, Aquecimento Global, Efeito Estufa e Misturas, conteúdo da apostila do programa preparatório para o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), “Terceirão Não Tira Férias”, da Secretaria de Educação do Estado do Maranhão (SEDUC/MA). A integração das Novas Tecnologias da Informação e Comunicação (NTIC) tem ampliado as possibilidades do ensino e aprendizagem, facilitando o uso de recursos digitais e tornando os conteúdos mais acessíveis. Nesse contexto, a pesquisa foi conduzida em escolas públicas de Paulino Neves (MA), com alunos do 3º ano do Ensino Médio, utilizando observação e questionários, analisados à luz das teorias do Conectivismo e da Aprendizagem Significativa. Foram utilizados três softwares: PhET - Efeito Estufa, que simula a dinâmica da entrada e saída de energia na superfície terrestre e a variação da temperatura do planeta; PhET - Geometria Molecular, que possibilita a exploração de moléculas em 3D e sua comparação com moléculas reais; e PhET - Concentração, que representa, de forma interativa, o processo de dissolução de substâncias na água. Disponíveis gratuitamente e compatíveis com diferentes dispositivos, essas simulações proporcionam mobilidade e acessibilidade aos alunos. Os resultados da observação indicaram que as simulações favoreceram um ambiente de aprendizado colaborativo, com maior interação dos alunos e na resolução das atividades. Já os resultados do questionário apresentaram três categorias: duas evidenciando uma possível aprendizagem significativa (subordinada e superordenada) e uma indicando que a aprendizagem foi superficial. Assim, os dados sugerem que as simulações permitiram a criação de conexões entre os novos conteúdos e os conhecimentos prévios dos alunos. Concluímos que os softwares de simulação digital são recursos valiosos para o ensino de Química, estimulando a interação, autonomia e pensamento crítico dos estudantes. Sugerimos que futuros estudos ampliem a amostra para verificar a replicabilidade desses resultados em diferentes contextos.
Produção de cerâmicas condutoras de oxicarbeto de silício (SiOC) e avaliação como materiais eletródicos para determinação voltamétrica de carbendazim.
(2023-03-31) Silva, Maria de Almeida; Segatelli, Mariana Gava; Tarley, César Ricardo Teixeira; Ferreira, Odair Pastor; Oliveira, Daniela Martins Fernandes de; Bail, Alesandro
Esse estudo teve o intuito de investigar a influência da arquitetura molecular dos precursores cerâmicos e das condições de tratamento térmico para intensificar a propriedade condutora dos materiais cerâmicos de SiOC, buscando viabilizar a aplicação dos mesmos como materiais eletródicos na produção de sensores voltamétricos. Para isso, foram produzidos polímeros precursores com diferentes frações orgânicas baseados na reticulação do polissiloxano poli(dimetilsiloxano-co-difenil-siloxano) com terminações vinílicas, com diferentes reticulantes orgânicos (divinilbenzeno e bisfenol A glicerolato dimetacrilato) e inorgânicos (poli(dimetilsiloxano) com terminações vinílicas e 1,3,5,7 – tetrametil-1,3,5,7-tetravinilciclotetrassiloxano). Os materiais cerâmicos foram obtidos pela pirólise controlada dos mesmos à 1500 °C em três tempos diferentes de tratamento térmico (1, 3 e 5 horas). Os materiais foram caracterizados por FTIR-ATR, TGA, DRX, Espectroscopia Raman, Fisiossorção de Nitrogênio e Espectroscopia de XPS; a viabilidade como materiais eletródicos foi avaliada por medidas voltametricas do fungicida carbendazim. As caracterizações demonstraram que os precursores cerâmicos obtidos pelos reticulantes orgânicos e o tempo de isoterma médio de 3 horas intensificaram a formação de SiC, a organização da fase de carbono em Csp2 e a porosidade dos materiais produzidos nessas condições. Todos os sensores eletroanalíticos produzidos a partir dos materiais cerâmicos demonstraram desempenho satisfatório para a detecção do carbendazim, sendo o material C2_3h escolhido para o desenvolvimento do método analítico por apresentar desempenho superior aos demais. O método analítico desenvolvido foi eficiente para a quantificação de carbendazim em sucos integrais de citros, com um LD e LQ de 85 nmol L-1 e 285 nmol L-1. Assim, o trabalho em questão demonstrou que as condições para a produção dos materiais cerâmicos de SiOC podem influenciar diretamente na propriedade condutora dessa classe de materiais, e uma vez intensificada sua capacidade condutora, os mesmos demonstraram serem promissores materiais eletródicos para a produção de sensores eletroanalíticos.
Síntese e aplicação de material sorvente tipo Fe-MCM-41 a partir da lama de minerção proveniente do rompimento de barragem em Mariana-MG
(2023-06-30) Quirino, Juliana Nunes; Yabe, Maria Josefa Santos; Urbano, Alexandre; Rinaldi, Andrelson Wellington; Segatelli, Mariana Gava; Ferreira, Odair Pastor
A contaminação de compartimentos ambientais por elementos potencialmente tóxicos (EPT) tem sido causa de preocupação, tornando necessárias alternativas para seu monitoramento e possível remoção do ambiente. A Fe-MCM-41, aqui sintetizada utilizando um surfactante, o brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB), e uma fonte de Si e Fe da lama de mineração (LM) proveniente do acidente ocorrido em Mariana-MG, possui potencial para sorção de diversas espécies químicas. Portanto, este estudo buscou realizar a extração e o reaproveitamento de Fe e Si da LM para a síntese da Fe-MCM-41 a ser aplicado na sorção de elementos potencialmente tóxicos (EPT). O melhor método de extração dos elementos propostos da LM foi determinado e, a partir da extração foi realizada a síntese da Fe-MCM-41, variando as proporções de Si e CTAB, para comparação e obtenção do melhor material. Os materiais foram caracterizados por análises de difração de raios-X (DRX), fisissorção de N2 a 25◦C, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia de reflectância difusa no UV-vis, e todos demonstraram uma estrutura característica de Fe-MCM-41. O material de maior área superficial e diâmetro de poros foi aplicado em experimentos de sorção-dessorção em batelada, com Fe3+, Mn2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, Ag+ e Cd2+, que apresentaram capacidades máximas de sorção de 4,80; 2,30; 1,00; 0,70; 0,66; 0,66 e 0,48 mmol g−1, respectivamente. Também foi realizada a modificação de dispositivos DGT com o material sintetizado, verificando-se a viabilidade de utilização para o monitoramento ambiental dos EPT. A eficiência na diminuição de custos e reaproveitamento da LM na síntese do material proposto possibilitou sua aplicação na sorção de possíveis contaminantes, podendo ser utilizado em dispositivos DGT (diffusive gradients in thin films) aplicados ao monitoramento ambiental.

Navegar

Submissões Recentes