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MAPA DO CAMPUS
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SUMÁRIO Apresentação...................................................................................................................05 Sobre o LNLS e o CNPEM.............................................................................................06 Organização e patrocinadores....................................................................................07 Programação geral.........................................................................................................08 Resumos...........................................................................................................................10 Estudos de processos de degradação em pigmentos por técnicas de luz síncrotron Aguero, N. F., Rizzutto, M. A., Galante, D., Figueroa, S., Rodrigues, F. ..................11 Difração de Raios-X em nanopartículas de ferritas de Mn-Zn Aguilera, L. S., Figueiredo, A. B. S., Campos, J. B., Biasi, R. S. ...................................12 Introdução ao estudo dos efeitos do annealing na estrutura cristalina e na morfologia de camadas de CdTe sobre Si (100) Alvim, R.B., Ferreira, S. O. ..................................................................................................13 Functional characterization of genes related to celulose synthesis in rice (Oryza sativa L.) and their possible relation to cold tolerance Araujo Junior, A. T., Ricachenevsky, F. K., Fett, J. P. ...................................................14 Caracterização estrutural e cinética de NahI, uma 2-hidroximuconato semialdeído desidrogenase da via de degradação do naftaleno em Pseudomonas putida Araújo, S. S., Neves, C. M. L., Pereira, M. S., Guimarães, S. L., Aparicio, R., Brandão, T. A. S., Nagem, R. A. P. ...........................................................................................................15 Caracterização Estrutural do CoO: Espalhamento Raman e Difração de Raios X Azevedo Neto, N., Affonço, L., Angelico, J., Soares, M. M., Dias da Silva, J. H........16 Energy-dependent dead-time correction in digital pulse processors applied to Silicon Drift Detector’s x-ray spectra Barros, S. F., Vanin, V. R., Malafronte, A. A., Maidana, N. L., Martins, M. N. .........17 Structural and Electronic Properties of Triangular Graphene Nanoholes Chagas, T., Gonçalves, P. H. R., Matos, M. J. S., Mazzoni, M. S. C., Oliveira Jr., M. H., Magalhães-Paniago, R. .......................................................................................................18 Caracterização das propriedades físicas: estrutural, vibracional, óptica, dielétrica e magnética em compostos do tipo: Pb1-xMxTiO3 (M: Co, Ni, Fe e Mn) Cunha, T. R., Costa, R. C., Rodrigues, A. De G., Pizani, P. S. ......................................19 Estrutura e transições de fase de líquidos iônicos em alta pressão Faria, L. F., LIMA, T. A., Ribeiro, M. C. C. ..........................................................................20
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N-heteroaryl-imidazoles: a class of ligands to fine-tune electronic properties of coordination complexes Huamaní, L. E. S. C., Bibi, N., Guerra, R. B., Formiga, A. L. B. ............................................21 Tonstein da Formação Rio Bonito na região de Figueira, PR Jurigan, I., Ricardi-Branco, F. ....................................................................................................22 Caracterização de dispersões de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) por difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X Lima, A. M.; Faria, G. S.; Cruz, L. R. de O.; Pinheiro, W. A. .................................................23 Urease-poly(ethylene oxide) for selectively adsorption and separation of dyes from water Moura, A. L. A., Molina, E. F. .....................................................................................................24 Sintetização e Caracterização de Nanopartículas Magnéticas de Ferrita para Aplicações Biomédicas Nascimento, N. M. do, Bosch-Santos, B., Carbonari, A. W. ...........................................25 Combined Neutron and X-Ray Synchrotron Tomography of Oil Reservoir Rocks Oliveira, G., Oliveira, P., Isaac, A., Montoro, L. ...................................................................26 Influência da Temperatura no crescimento de precipitados e bolhas em aços austeníticos nucleares irradiados com íons Oyarzabal, I., Timm, M., Pasini, W., Fichtner, P. ...............................................................27 X-Ray Quarter Wave Plate for Magnetic Dichronism Poldi, E. H. T.; Escanhoela Jr, C. A.; Fonseca Jr, J.; Souza Neto, N. M. ........................28 Caracterização de celulose nanoestruturada por meio de difração de raios X Prado, K. S., Spinacé, M. A. S. ................................................................................................29 Estudo de fingerprint em diamantes da Chapada Diamantina, BA, através da espectroscopia Raman Randow, I. C. V.; Depianti, J. B.1 Schnerallrath, J. ...........................................................30 Estudo de liberação in vitro de gel contendo lidocaína e prilocaína para o tratamento de infecções por Herpes simplex Silva, A. C. F.; Ferreira, M. P.; Freitas, O. ...........................................................................31 Catalyst enhanced gas sensor response of unusual SnO and Sn3O4 nanomaterials as alternative building blocks for new chemical sensor devices Suman, P. H., Barbosa, M. S., Tuller, H. L., Orlandi, M. O. ...........................................32 Are Disulfide Bridges Resilient to Double Ionization? A Density Functional Study on C2H6S2 Dications and PEPIPIPCO spectra analysis Varas, L. J. R., Fantuzzi, F., Nascimento, M. A. C., Coutinho, L. H, Bernini, G. R. B., Souza, G. B. de.........................................................................................................................33
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APRESENTAÇÃO
Sejam bem-vindos ao campus do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Esta primeira edição da Escola Brasileira de Síncrotron: “Fundamentos e Aplicações”, realizada entre 10 e 21 de julho de 2017 no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas, SP, é planejada como um evento com regularidade anual.
Esta iniciativa busca ampliar a capacitação da atual comunidade de usuários do LNLS, além de impulsionar a formação e o treinamento de novos usuários, potencialmente aptos a utilizar técnicas de luz síncrotron em suas áreas de pesquisa.
Durante a primeira semana da Escola serão apresentados os conceitos básicos da produção de luz síncrotron e suas principais propriedades, além de conceitos amplos das técnicas de difração e espalhamento de raios x, espectroscopias de raios x e técnicas de imagem e tomografia de raios x.
Pretendemos disponibilizar esse conteúdo geral, apresentado na primeira semana, livremente no site da escola, buscando alcançar uma abrangência maior na comunidade. Na segunda semana da escola, na parte da manhã, serão apresentados tópicos específicos e/ou avançados de técnicas em laboratórios síncrotron. As tardes da segunda semana são reservadas para práticas experimentais nas linhas de luz do LNLS, além de alguns tutoriais.
Com o intuito de contribuir para a formação de jovens pesquisadores entrando na comunidade científica, o público-alvo principal desta escola é de alunos do último ano da graduação, alunos de mestrado e doutorado, pós-doutorandos, jovens pesquisadores, além de demais pesquisadores iniciantes em técnicas utilizando radiação síncrotron.
Com a construção da nova fonte de luz síncrontron brasileira, Sirius, esperamos que essa iniciativa possa contribuir, em conjunto com outras iniciativas, para o avanço da comunidade brasileira que irá utilizar as técnicas avançadas que estarão disponíveis dentro em breve. Esperamos que os participantes aproveitem esta primeira escola, e que as próximas edições sejam melhores a cada ano.
Narcizo Marques de Souza Neto Coordenador da EBS
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SOBRE O CNPEM E O LNLS
CNPEM: Um centro de pesquisa de excelência O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma organização social qualificada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). Localizada em Campinas-SP, dedica-se à pesquisa em tecnologia de ponta nas áreas de nanociências, materiais, ciências da vida, Física e Química, através da operação de quatro Laboratórios Nacionais: Síncrotron (LNLS), Biociências (LNBio), Bioetanol (CTBE) e Nanotecnologia (LNNano). Os quatro laboratórios estão disponíveis para uso externo por parte de pesquisadores e empresas, nacionais ou estrangeiras. A instituição também conta com grupos de pesquisadores responsáveis por dar suporte a diversos projetos, assim como operar parcerias em programas de pesquisa nas áreas de biomassa, química verde, desenvolvimento de drogas e cosméticos, caracterização de materiais avançados, catálises etc. Laboratório Nacional de Luz Síncrotron O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron é responsável pela operação da única fonte de luz síncrotron da América Latina. Com instalações abertas, o LNLS oferece uma infraestrutura extremamente sofisticada para pesquisadores acadêmicos e industriais, brasileiros e estrangeiros. O síncrotron UVX (instalação atualmente operante) possui hoje 17 estações experimentais, chamadas linhas de luz, que permitem a execução de experimentos em diversas técnicas de análise microscópica da matéria usando radiação infravermelha, ultravioleta e raios X. O LNLS está neste momento construindo o Sirius, uma fonte de luz síncrotron de quarta geração, planejada para ser uma das mais avançadas do mundo. Sirius será a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no País, projetada para colocar o Brasil na liderança mundial de geração de luz síncrotron. A nova fonte de luz terá o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia e irá comportar até 40 linhas de luz. Sirius abrirá novas perspectivas de pesquisa em áreas como ciência dos materiais, nanotecnologia, biotecnologia, ciências ambientais e muitas outras. A nova fonte de luz síncrotron Sirius deverá ser inaugurada em 2018 e iniciará suas operações para usuários em 2019.
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ORGANIZAÇÃO
Comitê Científico Narcizo Marques de Souza Neto (LNLS – CNPEM) – Coordenador Ana Carolina de Mattos Zeri (LNLS – CNPEM) Cristiane Barbieri Rodella (LNLS – CNPEM) Gustavo de Medeiros Azevedo (LNLS – CNPEM) Helio Cesar Nogueira Tolentino (LNLS – CNPEM) Julio Criginski Cezar (LNLS – CNPEM) Marcio Medeiros Soares (LNLS – CNPEM) Tulio Costa Rizuti da Rocha (LNLS – CNPEM) Comitê Local Dora Maria Marques (CNPEM) Gabriela Campeão (CNPEM) Graziela Pereira Esteves (LNLS – CNPEM) Gustavo Martins Moreno (CNPEM) Ilderia Maira dos Santos (CNPEM) Luciana Noronha (CNPEM) Pâmela Fernandes Machado (CNPEM) Priscila Cassiano Alves (LNLS – CNPEM) Renan Picoreti (LNLS – CNPEM) Thaís Garcez Capovilla (LNLS – CNPEM) Vilmara Tonin Congílio (CNPEM)
Parceiros Institucionais
Patrocinadores
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PROGRAMAÇÃO GERAL
1a Semana:
Sábado - 15/julho: Visita ao Sirius: Turma 1: (alojamento): 9:00 - 10:00 Turma 2 (onibus BG): 10:30 - 11:30 Turma 3 (Todos os demais): 11:30 - 12:30 (Máximo de 36 pessoas por turma) Churrasco de confraternização: 12:00 até 16:00 2a Semana:
* Encerramento na sexta-feira dia 21/julho irá começar às 17:00 e terminar às 17:30. De 17/julho até 28/julho: Submissão de proposta de pesquisa dos participantes (processo de avaliação da EBS)
Seg - 10/jul Chair: Ana Zeri
Ter - 11/jul Chair: Narcizo
Qua - 12/jul Chair: Túlio
Qui - 13/jul Chair: Gustavo
Sex - 14/jul Chair: Márcio
9:00 - 10:30 G-Int-1 G-Abre G-IMat-1 G-Dif-1 G-Dif-3 G-XAS-3
10:30 - 11:00 Intervalo para café
11:00 - 12:30 G-Int-2 G-Int-3 G-Prod-3 G-XAS-1 G-XAS-2 G-OPT
12:30 - 14:00 Almoço
14:00 - 15:30 G-Prod-1 G-IMat-2 G-Dif-2 G-Img-2 G-XAS-4
15:30 - 16:00 Intervalo para café
16:00 - 17:30 G-Prod-2 G-Det G-Img-1 G-Dif-4 G-Img-3
Seg - 17/jul Chair: Hélio
Ter - 18/jul Chair: Cristiane
Qua - 19/jul Chair: Narcizo
Qui - 20/jul Chair: Túlio
Sex - 21/jul Chair: Márcio
9:00 - 10:30 E1 - Mag E3 - Extreme E4 - IR
E6 - PDF E7 - EXAFS E9 - IXS E11 - Time
10:30 - 11:00 Intervalo para café
11:00 - 12:30 E2 - Sup E8 - Nano E5 - BioStruct E10 - ARPES E12 - MicroXAS
12:30 - 14:00 Almoço
14:00 - 16:00 Aula de dúvidas Práticas Práticas Práticas Práticas
16:00 - 17:00 Posters +
Coffee 16:00 - 18:00 Prática 16 Prática 16 Prática 16 Encerramento*
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Tópicos gerais: 30 horas G-Abre: Abertura e anúncios G-Int-1: Histórico do LNLS, UVX e SIRIUS (40 min José Roque); G-Int-2: Ciência com luz síncrotron (40 min, Harry) G-Int-3: Usuários do LNLS e propostas de pesquisa (40 min: Helio); G-Prod-1,2,3: Princípios da produção da luz síncrotron (4,5 h: Liu e Regis); G-IMat-1,2: Interação da luz síncrotron com a matéria (3 h: Julio, Tulio, Gustavo); G-Det: Fundamentos de detectores de raios X (1,5h: Gustavo, Jean, Debora, Helio); G-Dif-1,2,3,4: Introdução a técnicas de espalhamento e difração (6 h: Marcio e equipe); G-XAS-1,2,3,4: Introdução a técnicas de espectroscopia (6 h: Tulio e equipe) ; G-IMG-1,2,3: Introdução a técnicas de imagem (4,5 h: Sato e equipe) G-OPT-1: Ótica de raios X e linhas de luz (1,5 h: Narcizo, Helio, Bernd);
Tópicos específicos: 15 horas
E1-Mag: Estudo de materiais magnéticos; (1,5 h: Ricardo) E2-Sup: Estudo de superficies e interfaces; (1,5 h: Pedro) E3-Extreme: Estudo de materiais em condições extremas; (40 min: Narcizo) E4-IR: Nano espectroscopia de infra-vermelho de materiais (40 min: Raul/Francisco) E5-BioStruct: Forma e estrutura atómica de biomoleculas; (1,5h: Ana Zeri) E6-PDF: Análises de materiais não cristalinos; (40 min: Cristiane) E7-EXAFS: Estrutura local através de EXAFS (40 min: Gustavo) E8-Nano: Técnicas utilizando nanofoco e coerência; (1.5 h: Sato) E9-IXS: Espalhamento Inelastico de raios X; (1,5 h: Tulio, Ulisses) E10-ARPES: Estrutura eletrônica por fotoemissão; (1,5 h: Julio/Wendell) E11-Time: Possibilidades de experimentos com resolução temporal; (1,5 h: Veronica/Narcizo) E12-MicroXAS: Aplicações de espectro-microscopia em materiais (1,5 h: Douglas/Carlos)
Práticas (4 tardes, 1 grupo por tarde, cada grupo com 5 ou 6 parcipantes)
P1: Experimento de Cinética de XRD; (XPD: Cristiane Rodela) P2: Experimento de espalhamento; (SAXS1: Vesna) P3: Experimento de EXAFS; (XAFS1: Daniela) P4: Experimento de espectroscopia em raios X moles; (PGM: Julio) P5: Experimento de espectroscopia em solos; (SXS: Dalton/Flavio) P6: Experimento de Cristalografía de proteínas; (MX2: Ana Zeri) P7: Experimento em Difração e refletividade em filmes finos e multicamadas; (XRD2: Antonio/Marcio) P8: Experimento in situ de difração e Raman em altas pressões e preparação de DACs; (XDS: Ricardo) P9: Experimento de difração de pó; (XRD1: Alexandre) P10: Experimento em Micro-espectroscopia em ciências ambientais moleculares (XRF: Carlos) P11: Experimento em Luminescência com excitação por raios X (TGM: Douglas/Veronica) P12: Experimento de espectroscopia de fotoelétrons; (XPS: Tulio) P13: Experimento de fotoemissão resolvida em ângulo; (ARPES: Wendell) P14: Experimento microscopia de fotoemissão; (PEEM: Julio) P15: Experimento de nano-espectroscopia de infravermelho síncrotron; (IR: Raul/Francisco) P16: Tutorial sobre dinâmica de feixe de elétrons armazenados; (Sala Controle: Liu) P17: Experimento e processamento de imagens de tomografia; (IMX: Natally) P18: Tutorial sobre simulação de ótica de linha de luz; (SIL: Bernd) P19: Ótica dispersiva e experimento de XAS/XMCD. (DXAS: Narcizo)
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Estudos de processos de degradação em pigmentos por técnicas de luz síncrotron
Aguero, N. F.¹, Rizzutto, M. A.¹, Galante, D.², Figueroa, S.², Rodrigues, F.³. ¹ Instituto de Física, Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP, Brasil ² Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Brasil ³ Instituto de Química, Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP, Brasil Em arqueometria, metodologias físicas e químicas são de grande utilidade para estudar diferentes materiais e objetos do patrimônio cultural como pinturas de cavalete, murais, cerâmicas, metais, etc. No caso particular de pinturas, tais análises podem auxiliar na compreensão do processo criativo, dos materiais utilizados pelo artista e do estado de conservação desta obra; no contexto deste último item, podem ser caracterizados sinais de degradação, como a alteração de cores. Dentro do objetivo de compreender a degradação de alguns pigmentos por exposição luminosa, estudaram-se o amarelo de cádmio (CdS), amarelo de cromo (PbCrO4), azul de cobalto (CoAl2O4) e cerúleo (Co2SnO4). Este trabalho focaliza dois experimentos realizados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron que contribuíram nestes estudos: fotodegradação induzida nestes pigmentos na linha TGM e análise por XANES da mudança do estado de oxidação de amostras de tinta expostas à luz ultravioleta. Combinando-se estes resultados, há indicação de alterações ocorridas em todas os pigmentos estudados. Por fim, foi possível analisar por XANES uma amostra retirada da obra "Sagrada Família" do pintor brasileiro Candido Portinari e pretende-se demonstrar como o resultado desta técnica somou-se às demais análises realizadas nesta amostra para se compreender os materiais empregados por este artista.
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Difração de Raios-X em nanopartículas de ferritas de Mn-Zn
Aguilera, L. S.¹, Figueiredo, A. B. S.¹, Campos, J. B.², Biasi, R. S.¹ ¹ Seção de Engenharia Mecânica e Materiais, Instituto Militar de Engenharia (IME), Rio de Janeiro, RJ, Brasil ² Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil A investigação da alteração das características de nanomateriais em relação às suas versões em dimensões superiores tem tido destaque devido às muitas áreas de aplicações relevantes. A difração de raios-X é uma técnica largamente empregada na caracterização de materiais nanoestruturados e, para nanopartículas de ferritas magnéticas, a técnica auxilia na investigação de tamanho médio de cristalito, verificação da presença das fases constituintes e estrutura cristalina, sendo um importante instrumento para análise da eficiência do método de síntese empregado, no sentido de pureza do pó formado. O trabalho proposto apresenta os resultados de difração de raios-X, em conjunto com refinamento pelo método de Rietveld, para nanopartículas de ferritas mistas de Mn(1-x)Zn(x)Fe2O4 sintetizadas pelo método de Combustão em Solução nas proporções de 0 a 1, com passo de 0,25, a partir dos quais foi possível obter parâmetros de caracterização do material observado, sendo eles: fases contidas, tamanho médio de cristalito e, a distribuição catiônica das fases principais. Foi possível constatar a formação de 100% de fase ferrita para as cinco amostras analisadas, tamanho médio de cristalito de 74nm e indicativo da distribuição catiônica.
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Introdução ao estudo dos efeitos do annealing na estrutura cristalina e na
morfologia de camadas de CdTe sobre Si (100) Alvim, R.B.¹, Ferreira, S. O.¹ ¹ Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brasil O objetivo deste trabalho é estudar como o annealing em filmes finos de CdTe afeta a morfologia e cristalinidade dos filmes e as flutuações da superfície, enquanto o sistema relaxa em direção ao equilíbrio termodinâmico. A temperatura e os tempos de annealing serão definidos com base em modificações visíveis na morfologia do filme. Para o primeiro objetivo, foram feitas caracterizações através de microscopia de força atômica (MFA) , usada para estudar o coarsening dos grãos, bem como este processo ocorre, já que entre grãos com diferentes orientações cristalográficas há uma barreira de energia (Eg) que tende a dificultar o transporte de massa. É provável que há pares específicos de orientações que minimizam Eg, o que deve ser acompanhado por um coaserning acelerado, via teoria de Ostwald Ripening. Com Respeito a cristalinidade, a evolução da textura bem como da tensão (longitudinal e transversal) dos filmes, foram vistas através de medidas de XRD (Difração de Raio-X). A tensão nos filmes é consideravelmente reduzida, já que o annealing permite que as partículas que compõem o filme se reorganizem a fim de minimizar defeitos e reordenar grãos com orientações não favoráveis. Para o segundo objetivo, foram realizadas caracterizações via MFA e Perfilômetro, dependendo do tamanho dos cristalitos. Na dinâmica de annealing, as quantidades de maior interesse são a rugosidade, inclinações quadráticas, correlações e distribuições de altura, além da covariância temporal. Os filmes de CdTe foram crescidos pela técnica HWE (Epitaxia de Paredes Quentes), sob substrato de Si (001), em ambiente de vácuo, na pressão de 10-8 ou 10-7 Torr, onde a temperatura da fonte é de 520 °C e a temperatura do substrato é de 250 °C, com tempo de crescimento de 240 min, com taxa de crescimento de 2.2 Å/s. Visualmente as superfícies apresentam características distintas onde percebemos que o número de grãos é reduzido quando aumentamos o tempo de annealing, onde foram feitas comparações quantitativas citadas na introdução do texto. Concluindo, após essa etapa experimental, o trabalho agora caminha para a construção de um modelo discreto para explicar os resultados experimentais. O modelo deverá ser de difusão coletiva, partindo de uma superfície KPZ (Kardar-Parisi-Zhang) e levando em conta a barreira adicional Eg, típica de ambientes poli-cristalinos.
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Functional characterization of genes related to celulose synthesis in rice (Oryza
sativa L.) and their possible relation to cold tolerance Araujo Junior, A. T.¹, Ricachenevsky, F. K.², Fett, J. P.¹ ¹ Centro de Biotecnologia e Departamento de Botânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil ² Departamento de Biologia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Porto Alegre, RS, Brasil Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important staple crops in economic, social and scientific levels. Low temperatures affect the physiological status of rice plants, being a limiting factor for the establishment and development of rice seedlings during germination, vegetative growth and seed setting stages. To identify and characterize novel genes involved in cold tolerance during the germination and vegetative stages, our group evaluated closely related indica rice genotypes with different levels of cold tolerance, using RNA-seq and RT-qPCR. Gene expression analyses were performed using public data deposited in the database Genevestigator. For evaluations during germination, seeds were germinated in distilled water at 28 °C (control condition, 2 days) and 13 °C (cold treatment, 7 days). Different exposure times to treatments were necessary to ensure that coleoptiles reached the same developmental stage. For analyses in young plants, seeds were germinated and seedlings were grown at 28 °C until they reached three to four leaves and then transferred to a cold room (10 °C). Shoots were harvested for RNA extraction before (control) and after 6 hours of cold exposure. Results indicate that the different levels of cold tolerance may be related to expression levels of cell wall synthesis genes. Among them, genes present in the cellulose synthase complex and companion cellulose synthase proteins were associated with the cold tolerant genotype. Since cellulose is the most abundant component in primary cell wall in plants, and the cell wall is a key determinant of plant cell morphology, cell wall structure maintenance or modification might be important to withstand stressful conditions. Due to the scarce information about the changes in the structure of cell wall under stress and control conditions, we are going to analyze mutant plants that lack functional copies of cellulose synthase genes, aiming to understand the function of these genes in the formation of the wall and how they behave under stress.
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Caracterização estrutural e cinética de NahI, uma 2-hidroximuconato semialdeído
desidrogenase da via de degradação do naftaleno em Pseudomonas putida Araújo, S. S.¹, Neves, C. M. L.¹, Pereira, M. S.², Guimarães, S. L.¹, Aparicio, R.³, Brandão, T. A. S.², Nagem, R. A. P.¹ ¹ Departamento de Bioquímica e Imunologia, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil ² Departamento de Química, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil ³ Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brasil A primeira enzima da via de meta-clivagem da bactéria degradadora de naftaleno Pseudomonas putida G7 é NahI, uma 2-hidroximuconato semialdeído desidrogenase, que converte 2-hidroximuconato semialdeído a 2-hidroximuconato na presença de NAD+. Após purificação por cromatografia de afinidade e de exclusão molecular, ensaios de espalhamento dinâmico de luz e espalhamento de raios-X a baixo ângulo foram realizados para analisar o estado oligomérico da enzima em solução. Embora os resultados de SEC e DLS sugiram que NahI se apresente como um trímero, análises de SAXS confirmam que a enzima é um tetrâmero em solução. No que diz respeito à sua estrutura cristalográfica, NahI apresenta o enovelamento α/β típico da superfamília das ALDHs, o qual se organiza em domínio de oligomerização e domínios de ligação ao dinucleotídeo e ao substrato, este último também conhecido como catalítico. Através de operações de simetria cristalográficas, o tetrâmero de NahI é formado por dois dímeros de dímeros orientados de forma anti-paralela um ao outro para formar uma estrutura compacta. Ensaios de cinética confirmam a preferência de NahI para 2-hidroximuconato semialdeído, com um valor de kcat/KM semelhante ao de XylG, outra desidrogenase da mesma subfamília. NahI não apresenta atividade sobre salicilaldeído, ao contrário de XylG, capaz de oxidar diferentes substratos aromáticos. A razão para esta diferença pode estar associada a um fragmento de 21 resíduos de aminoácidos, o qual é notavelmente distinto para ambas as enzimas e localiza-se perto do sítio catalítico. Três formas mutantes foram propostas para NahI a fim de aumentar o volume do seu bolso catalítico, uma vez que resíduos de cadeia lateral volumosa parecem dificultar a especificidade deste enzima para substratos aromáticos. Surpreendentemente, as três formas mutantes não apresentam atividade sobre salicilaldeído, substrato natural da enzima NahF, uma ALDH aromática pertencente à mesma via de degradação do naftaleno. Além disso, o alargamento da entrada do bolso catalítico em NahI-F448S afeta ligeiramente a afinidade da enzima para o seu substrato natural, 2-hidroximuconato semialdeído, sem perturbar, contudo, o número de renovação. Também é sugerido que o resíduo L156 parece ser crucial para a oxidação do substrato. Analisados em conjunto, os dados estruturais e cinéticos podem fornecer evidências para o mecanismo de reação e especificidade ao substrato de NahI. Estes resultados são particularmente úteis, uma vez que a capacidade destas enzimas ALDHs pode ser explorada para fins de bioremediação.
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Caracterização Estrutural do CoO: Espalhamento Raman e Difração de Raios X
Azevedo Neto, N.¹, Affonço, L.¹, Angelico, J.¹, Soares, M. M.², Dias da Silva, J. H.¹ ¹ Universidade Estadual Paulista (UNESP), SP, Brasil ² Laboratório Nacional de Luz Síncroton, Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Brasil O CoO possui estrutura cúbica rock-salt, sendo um semicondutor tipo p e antiferromagnético com temperatura de Néel próxima ao ambiente (~291 K) o que o torna atraente para aplicações em dispositivos magnéticos1. O espectro Raman deste material ainda é motivo de discussão na literatura, pois o CoO na estrutura cúbica rock–salt não apresenta modos Raman ativos2. Há relatos na literatura que apresentam espectro Raman do CoO na fase cúbica, mas seu espectro se assemelha ao da fase cúbica Co3O4 que possui modos Raman ativos3. Neste trabalho, filmes de CoO foram depositados sobre substratos de sílica e safira-c utilizando a técnica de DC magnetron sputtering reativo. As propriedades estruturais das amostras foram analisadas na linha XRD2 do Laboratório Nacional de Luz Síncroton, onde se observou que as amostras apresentaram a fase cúbica CoO predominante, no entanto, foi observado um pico do Co3O4. A analise por espalhamento Raman indicou a presença da fase Co3O4 e os seus respectivos picos Raman demonstraram ser sensíveis a variação da potência do laser. A combinação das técnicas de difração de raios X utilizando radiação Síncroton e espalhamento Raman permitiram identificar que o filme embora apresente fase CoO predominante, a fase Co3O4 também está presente. Essa consideração só foi possível após a caracterização por radiação Síncroton, pois no difratômetro convencional a fase Co3O4 não foi identificada. [1] T. Gredig, I.N. Krivorotov, E. Dan Dahlberg, Physical Review B 74, 094431 (2006) [2] Kroumova et al. Bilbao Crystallographic Server: Useful Database and Tools for Phase-Transitions Studies, Phase Transitions: A Multinational Journal 76, 1-2 (2003) [3] A.V. Ravindra, B.C. Behera, P. Padhan, J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 5591-5595 (2014).
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Energy-dependent dead-time correction in digital pulse processors applied to
Silicon Drift Detector’s x-ray spectra Barros, S. F.¹, Vanin, V. R.¹, Malafronte, A. A.¹, Maidana, N. L.¹, Martins, M. N.¹ ¹ Instituto de Física, Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP, Brasil Dead time effects in x-ray spectra taken with a Digital Pulse Processor (DPP) and a Silicon Drift Detector (SDD) were investigated when the number of events at the low-energy end of the spectrum was more than half of the total, at counting rates up to 56 kHz. It was found that dead-time losses in the spectra are energy dependent and an analytical correction for this effect, which takes into account pulse pile-up, is proposed. This and the usual models have been applied to experimental measurements, evaluating the dead time fraction either from the calculations or using the value given by the detector acquisition system. Results show that the dead-time correction based on this DPP value is poorer than that provided by the standard model using quantities deduced from DPP settings and the acquired spectrum. The latter method, however, shows discrepancies due to increased dead-time at low-energies. The energy-dependent dead-time model fits accurately the experimental energy spectra in the range of counting rates explored in this work.
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Structural and Electronic Properties of Triangular Graphene Nanoholes
Chagas, T.¹, Gonçalves, P. H. R.¹, Matos, M. J. S.², Mazzoni, M. S. C.¹, Oliveira Jr., M. H.¹, Magalhães-Paniago, R.¹ ¹ Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil ² Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, MG, Brasil The extensive research focused on graphene in the last years has revealed several intriguing properties that confer to this material an enormous potential of application and a continuum source of new physical phenomena [1-3]. In particular, the direct growth of graphene on insulating substrates like silicon carbide (SiC) is a major step in the direction of the development of nanodevices based on carbon. In this work we have used atomically-resolved scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS) to study the structural and electronic properties of a bilayer graphene (BLG) on a SiC substrate. Our graphene sample was obtained by SiC(0001) substrate sublimation, succeeded by an oxygen intercalation. This process decouples the graphene layer from the substrate by converting the buffer layer, an sp3 hybridized carbon layer, into a monolayer graphene sheet, turning the sample into a quasi-free-standing bilayer graphene [4,5]. Our study revealed the appearance of triangular graphene nanoholes, which proved to be a monolayer graphene structure incrusted in a BLG/SiC sample as a consequence of the incomplete intercalation process. Thus, these nanoholes could work as a graphene quantum dot, working as a potential barrier able to confine electrons for specific energies. Our STM measurements have revealed that the termination of the nanoholes are of zigzag type, rather than armchair. Electronic confined states could be visualized through STS maps, which are proportional to the density of states, performed along these structures. [1] GEIM, A. K. and NOVOSELOV, K. S., The rise of graphene, Nat. Mater., 6, 183 (2007). [2] CASTRO NETO, A. H. et al., The electronic proprieties of graphene, Rev. Mod. Phys., 81, 109, (2009). [3] NOVOSELOV, K. S. et al.,A roadmap of graphene, Nature, 490, 192 (2012). [4] BOM, N.M. et al., Synergistic effect of H2O and O2 on the decoupling of epitaxial monolayer graphene from SiC(0001) via thermal treatments, Carbon,78, 298 (2014). [5]RIEDL, C. et al. Quasi-Free-Standing Epitaxial Graphene on SiC Obtained by Hydrogen Intercalation,Phys. Rev. Lett. 103, 246804 (2009).
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Caracterização das propriedades físicas: estrutural, vibracional, óptica, dielétrica e magnética em compostos do tipo: Pb1-xMxTiO3 (M: Co, Ni, Fe e Mn)
Cunha, T. R.¹, Costa, R. C.², Rodrigues, A. De G.¹, Pizani, P. S.¹ ¹ Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR), São Carlos, SP, Brasil ² Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande, PB, Brasil Pesquisas envolvendo materiais a base de PbTiO3 (PT) tem sido vastamente empregadas devido as propriedades estruturais, vibracionais, ópticas, dielétricas, entre outras, que permite ao PT um ordenamento do tipo ferroelétrico (FE), com aplicações em dispositivos eletrônicos, memórias ferroelétricas, capacitores, transdutores ultrassônicos, entre outras. Por outro lado pesquisas envolvendo materiais do tipo Ilmenita, baseados em MTiO3 (M: Co, Ni, Fe, Mn) tem envolvido pesquisadores devido a suas propriedades estruturais, vibracionais, ópticas, magnéticas entre outras, que conferem ao MTiO3 um ordenamento do tipo antiferromagnético. A junção desses dois tipos de ordenamento em um só material (compósitos) tem despertando o interesse na obtenção e estudo de materiais multiferróicos. Neste sentido temos desenvolvido um trabalho de síntese e caracterização de propriedades físicas em compostos denominados Pb1-xMxTiO3, com x variando em intervalos regulares de 0,1 (0 ≤ x ≤ 1), realizando a substituição completa de Pb por Co, ou Ni, ou Fe nas sínteses, para a análise dos efeitos desta substituição na estrutura cristalina do PT, além da caracterização e análise de seus efeitos nas propriedades vibracionais, ópticas, elétricas e magnéticas do PT. Resultados preliminares utilizando a técnica de difração de raios X em temperatura ambiente, aliada ao refinamento Rietveld para o cálculo de parâmetros de rede e Análises Quantitativas de Fases, comprovam a formação das fases desejadas. Em outras palavras, puro PT (tetragonal P4mm) no caso x = 0 e puro MTiO3 (romboedral R-3c) para x = 1, além de permitir estimar o limite de aceitação desses metais de transição (M) por parte do PT, sem que haja segregação de fases indesejadas, até valores de x 0,3, com um aumento gradual da porção de fase relacionada aos MTiO3. Medidas de espalhamento Raman em temperatura ambiente também foram empregadas e confirmam a obtenção das fases desejadas, relacionadas aos modos ativos no Raman para o PT e MTiO3, sem que fossem identificados modos provenientes de fases espúrias. Tais análises confirmam a aceitação de M pela rede do PT em concordância com os resultados obtidos pelo refinamento Rietveld. Neste sentido temos observado um redshift do modo soft, E1TO (89 cm-1) da fase tetragonal do PT, no intervalo de síntese de 0 ≤ x < 0,3 e uma tendência do número de onda associado ao E1TO retornar ao valor inicial para 0,3 < x < 1. Análises complementares como o uso da espectroscopia Raman em alta temperatura e ou alta pressão, estão sendo empregadas para análise da influencia desta substituição, Pb por M, nas propriedades físicas destes materiais. Além destas estão sendo feitas medidas da constante dielétrica em função da temperatura, bem como medidas da susceptibilidade magnética em função da temperatura, para análise dos efeitos de tal substituição nas respectivas propriedades FE e magnéticas desta vasta série de amostras.
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Estrutura e transições de fase de líquidos iônicos em alta pressão Faria, L. F.¹, LIMA, T. A.¹, Ribeiro, M. C. C.¹ ¹ Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP, Brasil Líquidos iônicos, definidos como sais com ponto de fusão inferior a 100 oC, são considerados por muitos os solventes do futuro e suas potencialidades, tanto do ponto de vista de questões científicas fundamentais quanto de aplicações, se refletem no elevado número de publicações envolvendo esta classe de compostos. Líquidos iônicos possuem um comportamento de fases extremamente complexo podendo existir nos estados líquido, cristalino, vítreo e/ou metaestável (líquido super-resfriado ou super-pressurizado) dependendo das mudanças nas variáveis termodinâmicas e da cinética. Assim, líquidos iônicos também são excelentes modelos para o entendimento de questões fundamentais relacionadas aos processos de transição vítrea e cristalização. Neste trabalho serão apresentados estudos relacionados a estrutura e cinética das transições de fase de líquidos iônicos em altas pressões (até 10 GPa) com a utilização de técnicas como espectroscopia Raman e difração de raios X utilizando radiação síncrotron. Sais formados por diferentes combinações de cátions e ânions foram investigados e fenômenos como a transição vítrea, nucleação homogênea e heterogênea, polimorfismo, mistura de fases cristalinas, crescimento cristalino orientado, transição ordem-desordem, etc serão discutidos.
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N-heteroaryl-imidazoles: a class of ligands to fine-tune electronic properties of coordination complexes
Huamaní, L. E. S. C.¹, Bibi, N.¹, Guerra, R. B.¹, Formiga, A. L. B.¹ ¹ Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brasil The fine-tuning of electronic properties in coordination compounds is the strategy used by nature to obtain well-suited metalloenzymes. One of the best examples of this strategy are the biomolecules in which the same macrocyclic ligand and iron build their active sites (heme proteins). Subtle changes in both axial ligands and microenvironment are responsible for a multitude of different spin and oxidation states, resulting in a broad range of chemical reactions used in catalysis, electron transfer and transport of molecules. Inspired by these biological examples, we have envisaged a class of ligands that can be used to fine-tune the electronic structures of copper, iron and ruthenium complexes aiming at applications such as electrocatalysis and molecular devices. These ligands were planned to have imidazole as a strong donor of electronic density (like histidine) and the fine-tuning is achieved by changing substitution to obtain someric heteroleptic Ru(II) complexes with terpyridine. The electronic structure of the complexes are quite different in spite of the fact that complexes are isomers, as the UV-Vis spectra reveal. Ru(III)/Ru(II) reduction potentials vary from 0.40 to 0.50 V (vs Ag + /AgCl) in the series. Using the same synthetic strategy, we have used the tridentate ligand with two imidazole rings which resulted in a much stronger donor ligand. Homoleptic Fe(II) complexes were obtained with the same ligands resulting in systems with interesting magnetic behaviour. At room temperature they are all high-spin but only one of them exhibit a spin transition around 100 K, revealing that the fine-tuning can be achieved by planning the substitution of the ligands. All syntheses were performed using standard techniques and samples were characterized by several methods like MS, NMR, FTIR, UV-Vis and single crystal XRD when possible.
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Tonstein da Formação Rio Bonito na região de Figueira, PR Jurigan, I.¹, Ricardi-Branco, F.¹ ¹ Instituto de Geociências, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brasil Tonsteins são camadas caulíniticas originadas a partir da queda de cinzas vulcânicas em ambientes que em geral são associados à formação de carvão. Essas camadas podem ser consideradas importantes marcos estratigráficos de eventos considerados de curta duração no tempo geológico, de forma que são amplamente usadas em interpretações estratigráficas e geológicas. Na Bacia do Paraná há vários relatos da presença de cinzas vulcânicas associadas às camadas permianas da Formação Rio Bonito. No entanto, nenhum destes relatos diz respeito à presença de cinzas na região de Figueira, ao nordeste do estado do Paraná. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi descrever em escala macro e microscópica a ocorrência dessa camada nas frentes de lavra da Companhia Carbonífera do Cambuí. Para tanto utilizou-se seções delgadas descritas em microscópio petrográfico e em MEV, análise composicional por difração de raio-x (DRX) e fluorescência de raio-x (FRX), além de lupas e trabalho de campo para a descrição macroscópica. Na leitura das lâminas petrográficas é possível observar minerais considerados como piroclásticos que refletem a origem vulcânica da camada, como quartzo-β e splinters de quartzo, feldspatos potássicos e sódicos, zircões euédricos, monazita e apatita, além de minerais considerados secundários (autigênicos) formados no processo de diagênese da rocha, como caulinita vermiforme, barita e calcita. A partir das análises químicas de FRX, bem como da análise mineralógica de DRX percebe-se que ao invés da caulinita ser o constituinte que predomina na matriz rochosa é o carbonato de cálcio que aparece em maior quantidade. Um dos fatores que podem explicar isso é o fato de que os grãos de feldspato, um dos principais minerais que se altera e dá origem a caulinita autigênica, estão na verdade sendo alterados tanto para caulinita quanto para carbonato, como sugerem as feições de substituição encontradas nas seções delgadas. Assim, sugere-se que o nível estudado neste trabalho apresenta avançado estágio de diagênese, com cimentação de calcita. Sugere-se também que essa fase da diagênese tenha ocorrido relativamente rápido após a deposição das cinzas uma vez que o hábito vermiforme da caulinita é pequeno, indício do pouco tempo que tiveram para crescer. Outro fator que deve ser levado em consideração para explicar a ocorrência da caulinita em menor quantidade é a posição estratigráfica dessas rochas. Geralmente elas ocorrem em contato direto com o nível de carvão de modo que os ácidos húmicos e fúlvicos gerados pela matéria orgânica irão produzir um fluído de pH muito baixo que será absorvido em primeira instância pela camada porosa de cinzas ainda inconsolidadas, e será o responsável pela lixiviação e dissolução da maioria do material. No entanto, em Figueira os tonsteins ocorrem entre níveis de siltitos, o que poderia ter diminuído a eficiência da lixiviação na camada e a transformação dos minerais primários para caulinita de forma menos pronunciada.
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Caracterização de dispersões de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) por difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X Lima, A. M.¹; Faria, G. S.¹; Cruz, L. R. de O.¹; Pinheiro, W. A.¹ ¹ Seção de Engenharia Mecânica e de Materiais, Instituto Militar de Engenharia (IME), Rio de Janeiro, RJ, Brasil Através da via química, por meio do método de Hummers modificado, foram produzidas dispersões de óxido de grafeno (GO). A redução foi realizada por intermédio da adição de polímero PSS (poli (4-estirenosulfonato de sódio)) e ácido ascórbico, gerando óxido de grafeno reduzido (rGO). As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Na análise por DRX observa-se, nas curvas correspondentes ao GO, um deslocamento do pico referente ao plano (002) da estrutura original do grafite. Para rGO/PSS, notam-se os picos de difração com intensidade muito baixa. Por meio da análise por XPS, comparando-se os valores de porcentagem atômica obtidos entre as amostras reduzidas e não reduzidas, observa-se que o processo de redução foi efetivo, dada a diminuição de oxigênio e aumento de carbono nas amostras de rGO/PSS em relação às de GO.
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Urease-poly(ethylene oxide) for selectively adsorption and separation of dyes from water
Moura, A. L. A.¹, Molina, E. F.¹ ¹ Universidade de Franca (UNIFRAN), Franca, SP, Brasil Organic−inorganic hybrid materials based on siloxane-polyether, the so-called “ureasils”, represent an interesting alternative. The ureasil xerogel is insoluble in aqueous medium, so pH and ionic strength do not affect the stability and dispersity of these matrices. In this study we aimed to evaluate the kinetic using ureasil-polyether PEO500 and the dye concentration in the surrounding solution no longer changed and develop a method for the dynamic separation of a mixture of anionic and cationic dyes controlled by the contact time between the hybrid matrix and the dyes solution. The ureasil cross-link agent was covalently bounded with the macromer polyether reacting the terminal aminopropyl groups of the functionalized PEO with 3-(isocyanatopropyl)-triethoxysilane at a 1:2 molar ratio. The nanometric structure of the resulting monolithic xerogel was analyzed by small angle X-ray scattering (SAXS), and the adsorption of orange II (OII) and methylene bleu (MB) dyes onto this material was investigated. Small-angle X-ray scattering studies revealed that the nanostructure of the PEO material remained unchanged after adsorption of the OII or MB dye. Moreover, we verified that the hybrid matrix can acts as a stimuli-sensitive material that swells or shrinks in response to alterations that is depending of the environmental conditions. This process was reversible and is potentially applicable to control the delivery of active species like drugs and to regulate soil humidity. The adsorption kinetics results showed that the system fitted a pseudo-first-order model. Moreover, this hybrid matrix is an ideal candidate for environmental remediation. In conclusion, the ureasil−PEO matrix is a great promise for the smart separation of dyes in aqueous medium with a view to water treatment.
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Sintetização e Caracterização de Nanopartículas Magnéticas de Ferrita para Aplicações Biomédicas
Nascimento, N. M. do.¹, Bosch-Santos, B.¹, Carbonari, A. W.¹ ¹ Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, São Paulo, SP, Brasil Nanopartículas magnéticas (NPMs) são substâncias com um grande potencial de uso em técnicas biomédicas, como no tratamento e no diagnóstico de tumores. Isto ocorre devido as propriedades interessante destas nanoparticulas. Pelo fato de serem magnéticas, as nanopartículas oferecem vantagens que permitem a sua manipulação e o transporte para o local desejado por meio da aplicação de um campo magnético, o qual é controlado externamente. Como as nanopartículas são muito menores do que as células, estas podem absorve-las por meio da corrente sanguínea. NPMs podem, portanto, entre outras possibilidades, ser usadas para o transporte até o tumor de fármacos ou radioisótopos específicos para o seu tratamento ou usadas como contraste no diagnóstico por imagem. Mais adequadas ao uso biomédico, as nanoferritas (nanopartículas magnéticas do tipo XFe2O4, onde X = Mn, Fe, Co, Ni) podem ser sintetizadas por várias técnicas observando as características desejadas, quais sejam, o controle do tamanho, distribuição uniforme, alta cristalinidade e boa dispersão sobre substratos ou soluções. A caracterização destas propriedades com alta precisão é necessária para a sintetização de NPMs de alta qualidade para aplicações tão sensíveis quanto as biomédicas. O projeto do qual este trabalho de iniciação científica faz parte prevê o uso de uma técnica nuclear para a caracterização em escala atômica e pretende desenvolver uma nova metodologia de síntese de NPMs guiada por esta caracterização resultando em um material tecnologicamente mais avançado com maior eficiência no uso biomédico. Neste trabalho estão sendo desenvolvidos métodos de sintetização acompanhados pela caracterização convencional das propriedades das NPMs. O controle preciso da morfologia e tamanho das nanopartículas depende fortemente do método de síntese, da temperatura e do tempo de reação e a relação dos reagentes de partida. Assim, foram sintetizadas nanopartículas de Fe3O4, CoO e CoFe2O4 pelos métodos de síntese de co-precipitação e decomposição térmica. A nanopartícula de Fe3O4 foi sintetizada por co-precipitação e decomposição térmica. Para ambos os métodos de síntese testados nesse trabalho, pode-se observar pelo difratogramas de raio X (DRX) que foi obtida uma única fase cristalina correspondente à estrutura cristalina cúbica de corpo centrado pertencente ao grupo espacial Fd-3m, como esperado. Os resultados de microscopia eletrônica de transmissão (MET) mostraram que a síntese realizada pelo método de decomposição térmica produziu partículas uniformes em tamanho e forma, e a síntese realizada pelo método de co-precipitação produziu partículas de tamanho variável e forma não uniforme. Já as amostras de CoO e CoFe2O4 foram sintetizadas apenas pelo método de decomposição térmica. Os resultados de DRX para a amostra de CoFe2O4 mostraram que a estrutura cristalina é a mesma encontrada para Fe3O4, dessa forma, pode-se dizer que o Co substituiu a posição do Fe.
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Combined Neutron and X-Ray Synchrotron Tomography of Oil Reservoir Rocks
Oliveira, G.¹, Oliveira, P.¹, Isaac, A.¹, Montoro, L.² ¹ Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil ² Departamento de Química, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil In the field of oil industry, carbonate rocks reveal a complex heterogeneous pore structure that needs to be characterized, in order to better understand some mechanisms such as the process of multiphase flow through a porous medium. Micro computed tomography (µCT) is a non-destructive technique for material evaluation, which allows the internal structure visualization of an object. In this work, we compared the resolution and the contrast of three different types of tomography: synchrotron x-ray tomography (SRXTM), conventional x-ray tomography (CT) and neutron tomography (NT). A sample of sedimentary rock was analyzed by 3D tomography volumes, in which were obtained the porosity and the volume fraction of its different phases by image segmentation. Those phases were determined by the techniques of XRD, EPMA, EDX and WDS, and SEM images were made for the further microstructural analysis and compared to the synchrotron resolution. The presence of hydrogen containing materials in the rock samples, such as water or oil, was detected by the contrast of neutron tomography and characterized by infrared spectroscopy (IR). This research provides valuable information on the different methods of rock characterization, and such understanding is fundamental for an optimized oil exploration.
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Influência da Temperatura no crescimento de precipitados e bolhas em aços austeníticos nucleares irradiados com íons
Oyarzabal, I.¹, Timm, M.¹, Pasini, W.², Fichtner, P.² ¹ Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil Materials exposed to neutron irradiation usually present degradation in their mechanical properties due to microstructure changes resulting from atomic displacements and the incorporation of inert gases produced in fission reactions. In this contribution we report on first results from an investigation of irradiation effects on the growth of argon bubbles and their influence on the development of irradiation induced phase transitions. We use a Fe-C solubilized alloy as a model case material and energetic ion beams to simulate the neutron and fission induced products and damage. This alternative approach is advantageous in two ways: it avoids the activation of the irradiated samples and enables the accumulation in a matter of hours a damage amount that would take many years to be reached in a nuclear reactor. Mechanically polished 200 μm thick AISI 316 stainless steel foils were thermally treated at 1100°C for 2 hours in high vacuum and then cooled in open atmosphere in order to relax the stress from the polishing process. A set of these samples was implanted with Ar ions in order to produce a 1 at. % concentration-depth plateau extending from the near surface to a depth of approximately 200 nm, and then annealed at 550°C during 2 hours to form small Ar bubbles and Ar-vacancy clusters. Distinct sets of samples (including control ones without Ar) were then irradiated at several temperatures (from 300 to 450 oC) with Au ions accelerated at 5 MeV and to a fluence of 20 and 40 dpa at the region containing the Ar plateau. These samples were investigated by transmission electron microscopy using plan-view specimens prepared by ion milling. The results demonstrate that second phase precipitation takes place preferentially in samples containing Ar, and depends on the sample temperature and irradiation dose. Phase identification and evaluation of their volume fraction are still in progress.
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X-Ray Quarter Wave Plate for Magnetic Dichronism
Poldi, E. H. T.; Escanhoela Jr, C. A.; Fonseca Jr, J.; Souza Neto, N. M. 1Laborato ́rio Nacional de Luz Si ́ncrotron (LNLS) 2Instituto de Fi ́sica Gleb Wataghin – Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) The main goal of this project is to use a X-ray 1/4 wave plate to convert linearly polarized X-rays into circularly polarized for efficient X-ray magnetic circular dichroism experiments. This plate is a made of birefringent material, single crystalline diamond in this case, so its refraction index depends on the incidence angle and generates a phase retardation of 90o between the horizontal and vertical components of the electrical field. This instrumentation is motivated by the need to have the total control of the polarization and a fast helicity switching, besides the improvement of the polarization rate and beam intensity, today limited to 70% circularly polarized and ~1/3 of the initial intensity. We have designed a complete experimental set-up to use the 1/4 wave plate at two beamlines of LNLS, and one beamline of the future synchrotron Sirius. With preliminary experiments, we have successfully generated 98% rate of circularly polarized X-rays with a diamond quarter wave plate at the goniometry currently available at the XDS beamline. We are currently commissioning the final set- up to allow efficient XMCD experiments at magnetic fields of up to 6 T in the next few months.
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Caracterização de celulose nanoestruturada por meio de difração de raios X
Prado, K. S.¹, Spinacé, M. A. S.¹ ¹ Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André, SP, Brasil A celulose é o polímero natural mais abundante e possui propriedades atraentes para diversos setores. Trata-se de um polissacarídeo semicristalino, no qual as cadeias podem apresentar alto grau de organização em algumas regiões, chamadas cristalinas, existindo entre elas regiões com menor grau de organização, chamadas amorfas. A fração de regiões cristalinas é denominada "índice de cristalinidade" (IC) e é um importante parâmetro a ser determinado, uma vez que irá influenciar nas propriedades da celulose. Diversas técnicas podem ser utilizadas para determinar o IC da celulose, e dentre elas destaca-se a difração de raios-X (DRX). A partir dos dados de DRX, diversos métodos de análise podem ser empregados, e não existe ainda um consenso na literatura sobre qual é o mais adequado para esta determinação. Neste contexto, buscou-se neste trabalho analisar a influência da metodologia na determinação do IC de diferentes amostras de celulose nanoestruturada obtidas a partir de diferentes tempos de reação de hidrólise ácida, com a finalidade de contribuir para a discussão de qual a metodologia mais adequada para esta determinação. Para isto, o IC das amostras foi calculado a partir da utilização de três métodos: Segal, deconvolução usando a função de pico Gaussiana e deconvolução usando a função de pico Pseudo-Voigt. Observou-se que os valores obtidos por meio do método de Segal foram maiores que os obtidos pelos métodos baseados em deconvolução, o que se deve ao fato de o método de Segal fornecer apenas uma estimativa da cristalinidade do material, sem no entanto considerar uma série de fatores experimentais. Para todos os métodos utilizados, observou-se uma tendência de aumento da cristalinidade com o aumento do tempo de reação de hidrólise ácida na obtenção da celulose nanoestruturada, porém os valores de IC foram consideravelmente diferentes para os diferentes métodos utilizados, para uma mesma amostra. Isto mostra o quão difícil é comparar os resultados obtidos para uma dada amostra com os dados da literatura, uma vez que diferentes métodos são empregados. Assim, pode-se afirmar que uma comparação somente será válida se dados de IC forem obtidos para amostras que tenham sido caracterizadas utilizando o mesmo método.
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Estudo de fingerprint em diamantes da Chapada Diamantina, BA, através da espectroscopia Raman Randow, I. C. V.1; Depianti, J. B.1 Schnellrath, J.² 1Universidade Federal do Espírito Santo (UFES); ²Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) O diamante é uma variedade polimórfica do elemento químico C. Esse mineral se cristaliza em uma estrutura cúbica de face centrada (CFC), possui dureza 10 na escala de Mohs, sendo o mineral mais duro encontrado na natureza. O LAPEGE, Laboratório de Pesquisas Gemológicas do CETEM, em parceria com a CPRM, visa caracterizar diamantes do projeto Diamante Brasil. A princípio, decidiu-se caracterizar as amostras coletadas na região da Chapada Diamantina, Bahia, e, com os resultados desta caracterização, espera-se encontrar uma “impressão digital” (“fingerprint”) para os mesmos, capaz de separar um lote de diamantes desta região de lotes produzidos em outras regiões geográficas do Brasil. Possivelmente o “fingerprinting”, que se pretende obter para as diversas localidades no Brasil, poderá ser aplicado também a pedras lapidadas. Parte desta caracterização, empregando espectroscopia infravermelha (FT-IR) e de absorção óptica (UV-VIS-NIR) já foi realizada. Cabe agora empregar as demais técnicas espectroscópicas disponíveis no LAPEGE, sendo elas espectroscopia Raman e possivelmente espectroscopia por fotoluminescência utilizando como fonte de excitação uma lâmpada monocrática de 366 nm. Estão disponíveis mais de 300 diamantes cedidos pela CPRM coletados e/ou adquiridos pelo projeto Diamante Brasil. O LAPEGE possui 2 espectrômetros Raman, um com laser vermelho (785 nm) e outro com laser verde (532 nm). Este último permite, em função de sua maior energia, obter espectros de fotoluminescência, que podem ser de grande valia na obtenção de características espectrais únicas para os diamantes da Chapada Diamantina, já que, conforme observado em outro estudo, boa parte dos diamantes desta região possui uma fluorescência amarelo esverdeada, quando a cor emitida por diamantes na luz ultravioleta é majoritariamente azul. Além da espectroscopia Raman, a espectroscopia por fotoluminescência tem como objetivo analisar a luz emitida, ou não, pelos diamantes, a fim de confirmar se esta pode ser uma característica marcante para os diamantes da Chapada Diamantina.
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Estudo de liberação in vitro de gel contendo lidocaína e prilocaína para o tratamento de infecções por Herpes simplex
Silva, A. C. F.¹; Ferreira, M. P.¹; Freitas, O.¹ ¹ Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP, Brasil As infecções por Herpes simplex são um grande problema para saúde pública no mundo, com prevalência de 20 a 40% da população. O tratamento de escolha baseia-se no uso de antivirais, entretanto, recidivas são comuns e dependentes do estado imunológico do indivíduo e de exposição a fatores hormonais ou ambientais. Os anestésicos locais diminuem a dor ocasionada pela lesão além de ter propriedades antivirais. A forma gel facilita a aplicação e a sua transformação em uma película fina, após um curto período de tempo, favorece a manutenção da formulação no local, com aspecto final mais discreto quando comparada às opções atualmente disponíveis. A formulação foi preparada com polímero e anestésicos locais combinados a adjuvantes. O perfil de liberação in vitro foi avaliado para as drogas livres em mistura (0,96% para prilocaína e 0,76% para lidocaína) e para o gel (74,10% para a prilocaína e 56,80% para a lidocaína). As amostras foram quantificadas por CLAE acoplado a um detector DAD-UV, a partir de uma curva de calibração com os padrões (SIGMA®). Os resultados foram obtidos pelo Software Lab Solutions (SHIMADZU®). O uso da formulação influenciou o comportamento dos anestésicos nos ensaios de liberação in vitro, de modo a promover aumento na quantidade de fármaco liberada, possivelmente, por melhorar a molhabilidade dos cristais. Novos experimentos serão realizados com o intuito de comprovar essa afirmação.
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Catalyst enhanced gas sensor response of unusual SnO and Sn3O4 nanomaterials as alternative building blocks for new chemical sensor devices
Suman, P. H.¹ ², Barbosa, M. S.¹, Tuller, H. L.², Orlandi, M. O.¹ ¹ Universidade Estadual Paulista (UNESP), SP, Brasil ² Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, Estados Unidos In present days it is necessary to engage the attention about the impact of gas emissions on health, safety and the environment, pushing to the development of gas sensor devices made from alternative materials to detect traces of flammable and toxic gases coupled with high long-term stability and selectivity for potential interferents. One of the great challenges of nanotechnology has been the development of engineered nanodevices, taking advantage of quantum confinement effects. Due to their improved electrical properties, 1D nanomaterials are particularly interesting structures, especially to be used in electronic and optoelectronic devices. In this work, a study about the gas sensor properties of pristine and noble metal-decorated SnO and Sn3O4 nanobelts is presented. SnO and Sn3O4 structures were synthesized by carbothermal reduction method and catalyst metal nanoparticles (Pt, Pd and Ag) were prepared by Polyol method. Surface functionalization of the nanobelts was achieved by coating the structures with 1wt% of metallic nanoparticles, followed by thermal treatment. Gas sensor responses of the materials were performed by exposing devices to different concentrations (1-1000 ppm) of NO2, H2, CO and CH4 in different operating temperatures, ranging from 150 to 350°C, using synthetic dry air as reference gas. Structural and morphological characterizations of materials showed that the nanobelts of both materials are single-crystalline and present homogeneous width along their length. After the decoration step, metal nanoparticles with average diameter of 10 nm were found to be well-dispersed over the SnO and Sn3O4 surface. Results from gas sensor measurements showed that pristine SnO and Sn3O4 nanobelts present higher sensitivity for oxidizing gases than for reducing ones, which is expected for n-type semiconductor. On the other hand, the metal-decorated samples exhibited higher sensitivity for reducing gases, which is due to the catalytic effect of nanoparticles. Furthermore, the sensitivity of pristine and metal-decorated nanobelts was found to be highly dependent on the operating temperature of sensors due to the adsorption/desorption kinetics of the gas species on the surface of these structures. Finally, impedance spectroscopy studies enabled the deconvolution of bulk and interfacial contributions to the sensor response of materials. Overall, we discuss the structural, morphological and electrical properties of pristine and metal-decorated SnO and Sn3O4 materials that can be used in future technological applications in nanotechnology field, including transistor and gas sensors technologies. CNPq and FAPESP funding agencies supported this work.
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Are Disulfide Bridges Resilient to Double Ionization? A Density Functional Study on
C2H6S2 Dications and PEPIPIPCO spectra analysis Varas, L. J. R.², Fantuzzi, F.¹, Nascimento, M. A. C.¹, Coutinho, L. H¹, Bernini, G. R. B.³, Souza, G. B. de.¹ ¹ Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil ² Universidad de Costa Rica (UCR), Costa Rica ³ Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil Fragmentation and ionic dissociation of dimethyl disulfide (DMDS) were studied around the sulfur (S) 1s edge. Photoabsorption spectra were obtained in order to compare the PEPICO and PEPIPICO spectra within the main resonances. Fragmentation mechanisms yielded by PEPIPICO spectra, were proposed based on the interpretation of the Coulomb explosion and establishing the dynamics of ionic fragmentation. In this work, the structure and relative stabilities of C2H6S2 dications generated from the double ionization of dimethyl disulfide (DMDS) have been analyzed by Density Functional Theory calculations. Sixteen different C2H6S2 doubly charged isomers with singlet multiplicity were characterized at the M06-2X/cc-pVTZ(-f) level of theory. The global minimum for C2H6S22+ is the protonated dimercaptoethanylium (1) system, followed by stereoisomers of the doubly protonated ethylenedithiol. Besides open-chain structures with SCCS, CSCS and CSSC bonding motifs, different three- and four-membered rings were also found. The results evidence that the disulfide bridge is critically vulnerable to a double ionization process, and suggest that the C2H6S22+ ion detected in photoelectron measurements experienced a severe loss of molecular integrity.