Abstract: Cuidar de feridas é um processo dinâmico e complexo que requer atenção especial principalmente quando se refere a uma lesão crônica. A lesão por pressão (LPP) é uma ferida crônica localizada na pele ou no tecido subjacente, geralmente sobre uma proeminência óssea, resultante de pressão isolada ou pressão combinada com fricção ou cisalhamento. O objetivo foi avaliar a aplicabilidade das membranas de hidrogel com nanopartículas de prata no tratamento de lesões por pressão (LPPs) em usuários do SUS, por meio de protocolo clínico. O projeto da pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFT/TO sob nº 161/2013, e foram seguidos todos os preceitos éticos conforme Resolução 466/12 do CNS do Ministério da Saúde. Trata-se de um estudo de intervenção terapêutica, do tipo ensaio clínico não controlado, sobre a avaliação do uso da membrana de hidrogel com nanopartículas de prata (NPAg) produzida pelo Instituto de Pesquisa em Energia Nuclear (IPEN). A população do estudo foi composta por 19 pacientes, que por critérios de inclusão e exclusão foi constituída por uma amostra de 6 (seis) pacientes de ambos os gêneros, internados no Hospital de Referência de Porto Nacional, no período de janeiro de 2014 a dezembro de 2015, acometidos por lesões por pressão categoria 3, 4 e não classificável. O estudo apresentou como limitações o restrito número de pacientes por amostra, por se tratar de pesquisa clínica experimental, com um grupo investigado altamente selecionado pelos critérios de exclusão e inclusão. Os hidogéis com NPAg, produzidos pelo IPEN, mostraram-se eficazes no tratamento das LPPs, pois proporcionaram a ferida condições para a epitelização. Houve diminuição do odor, dos tecidos desvitalizados e da dor, itens estes que quando presentes retardam a cicatrização. Porém são necessários novos estudos, envolvendo estes curativos com um número maior de pacientes.

Palavras-Chave: polymers; hydrogels; membranes; silver; nanomaterials; clinical trials; animal tissues; skin absorption; skin diseases; ulcers

CARDOSO, TALITA R. Aplicabilidade de curativos a base de hidrogel com nanopartículas de prata em lesão por pressão. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. 2017. 68 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-08062017-151848. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/27972. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho teve como objetivo a combinação de ânodos e eletrólitos otimizados, para a formação de células a combustível de etanol direto (DEFC), operantes em elevadas temperaturas (130 ºC). Como materiais de ânodo, foram produzidos eletrocatalisadores baseados em PtSn/C, com diversas razões atômicas Pt:Sn, preparados pelo método do poliol modificado, essa metodologia possibilita a produção de eletrocatalisadores auto-organizados com estreita distribuição de tamanhos de partículas e elevado grau de liga. Os eletrocatalisadores foram caracterizados por DRX e stripping de CO. Os resultados mostraram que esses materiais apresentaram elevado grau de liga e Eonset de oxidação de CO em potenciais menores do que os materiais comerciais. Como eletrólito, foram sintetizados híbridos Nafion-SiO2 com a incorporação do óxido diretamente nos agregados iônicos de diversos tipos de membranas Nafion. Os parâmetros de síntese, tais como o solvente em meio solgel, a espessura da membrana, e a concentração do precursor de sílica foram avaliados em termos do percentual de sílica incorporada e da estabilidade mecânica do híbrido. Por fim, ânodos e eletrólitos otimizados foram avaliados em DEFCs nas temperaturas de 80 e 130 ºC. Os resultados mostraram um significativo incremento no desempenho de polarização (122 mW cm-2), resultado da aceleração na taxa de oxidação de etanol devido ao material de ânodo otimizado e do aumento de temperatura de operação, uma vez que o uso de eletrólitos híbridos possibilita o aumento da temperatura sem perdas de condutividade. Nesse sentido, a combinação de eletrodos e eletrólitos otimizados é uma alternativa promissora para o desenvolvimento de tais dispositivos.

Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; tin; carbon; silicon oxides; membranes; direct ethanol fuel cells; temperature range 0400-1000 k; x-ray diffraction; carbon dioxide; sol-gel process

DRESCH, MAURO A. Aplicação de catalisadores PtSn/C e membranas Nafion-SiOsub(2) em células a combustível de etanol direto em elevadas temperaturas. Orientador: Elisabete Inacio Santiago. 2014. 116 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-06102014-102906. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10633. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processo de Impressão à Tela foi desenvolvido neste trabalho para ser aplicável à deposição de camadas catalíticas em eletrólitos utilizados em PEMFC. Inicialmente foram construídos conjuntos eletrodos-membrana (MEAs) de 25 cm2 de área ativa e comparados com outros produzidos pelo método de Aspersão. Os dois métodos produziram MEAs que apresentaram densidades de corrente acima de 600 mA.cm-2 a 600 mV. Foi conduzido um estudo para o aumento de escala do MEA para 144 cm2 de área ativa. Para este fim, foi projetada uma célula para abrigar os MEAs destas dimensões. Neste projeto, o perfil dos canais de distribuição de gás foi desenvolvido através da ferramenta de fluido dinâmica computacional Comsol Multiphysics, sendo que, para o projeto das placas componentes da célula foi utilizado o AutoCAD. Os MEAs de 144 cm2 confeccionados por Aspersão e por Impressão à Tela foram confrontados com MEAs comerciais de iguais dimensões. Estes apresentaram melhor desempenho a 600 mV, entretanto são mais custosos que a solução desenvolvida neste estudo. O novo método apresentou-se adequado para a confecção de MEAs de baixo custo de diferentes geometrias e para a produção de lotes a serem utilizados em pequenos módulos de potência.

Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; fuel cells; catalysts; layers; solid oxide fuel cells; scanning electron microscopy; computer codes; membranes; electrodes

ANDRADE, ALEXANDRE B. de. Desenvolvimento de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível a membrana trocadora de prótons (PEMFC) por impressão à tela. Orientador: Marcelo Linardi. 2008. 125 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2008.tde-17082009-103451. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11713. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A aplicação de reatores de eletrólitos sólidos para oxidação de metano e cogeração de energia é atrativa, principalmente com o uso de catalisadores sintetizados a partir de metais nobres como o paládio (Pd). Neste trabalho, preparamos três diferentes composições de paládio, 5%, 10% e 20%, em suporte de carbono (Pd/C), no método da redução via borohidreto de sódio para avaliarmos a composição com maior potencial de geração de energia e produtos de maior valor agregado. Os catalisadores foram preparados nas proporções de 5%, 10% e 20% de Pd em suporte de carbono (Pd/C). O principal foco deste trabalho foi a conversão de metano em metanol. Os eletrocatalisadores prepados foram testados como ânodo, seus efluentes foram analisados por espectroscopia no infravermelho (IR) e suas atividades verificadas por experimentos com eletrodo de disco de anel rotatório (RRDE). As composições mais ativas foram 10% e 20% de paládio, com maiores taxas de reação próximas ao potencial de circuito aberto. Nós também preparamos eletrocatalisadores de PtPb/C, nas proporções 10:90, 70:30, 50:50, pelo método da redução via borohidreto de sódio e testamos esses materiais para a oxidação do etanol em meio alcalino e oxidação do ácido fórmico em meio ácido, nossos resultados mostraram para ambas reações estudadas o efeito benéfico da adição do chumbo à platina, esse efeito poderia ser atribuído ao mecanismo bifuncional e ao efeito eletrônico.

Palavras-Chave: electrocatalysts; fuel cells; alkaline electrolyte fuel cells; alcohol fuel cells; membranes; exchange interactions; microwave amplifiers; thermal gravimetric analysis; nickel alloys; copper alloys; silver alloys

SILVA, ARACELI J. Desenvolvimento de eletrocatalisadores baseados em paládio ou platina aplicados em reatores de eletrólitos poliméricos - tipo célula a combustível. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2022. 82 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-142753. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33616. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Devido à grande incidência de pessoas com lesões de pele como queimaduras e úlceras e à baixa disponibilidade de doadores, houve a necessidade de desenvolvimento de biomateriais com a capacidade de mimetizar a pele. Para o desenvolvimento desses biomateriais, polímeros são utilizados na tentativa de alcançar características mais próximas as do órgão alvo. Neste sentido, nosso grupo vem desenvolvendo, há alguns anos, substitutos dermo-epidérmicos, particularmente membranas biodegradáveis e biocompatíveis constituídas de PVAl e quitosana. O PVAl, polímero sintético, foi utilizado para mimetizar a porção dérmica humana e a quitosana, polímero de origem natural, foi utilizada neste estudo para favorecer o crescimento e manutenção da porção epidérmica. Devido às variações destes polímeros obtidos comercialmente, o objetivo deste estudo foi caracterizar as suas propriedades físico-químicas, comparando-as com a membrana anteriormente obtida pelo nosso grupo, com o intuito de confirmar hipóteses de interferências ressaltadas nesse estudo. As membranas de PVAl em estudo (PVAl MP) que obtiveram características morfológicas mais semelhantes ao padrão, foram as irradiadas a 13 e 15 kGy, sendo esta última escolhida por atingir a dose mínima necessária para se obter um material estéril. Estas membranas também foram as que apresentaram maior porcentagem de poros entre 70 e 100 m2. Quanto à quitosana, as principais características estudadas foram o grau de acetilação (DA) e a massa molecular média, ambos os resultados indicaram características diferentes daquelas indicadas comercialmente. Diversos protocolos de preparações de membranas foram feitos a partir de solução de quitosana (2%). A membrana composta de solução de quitosana homogeneizada com glicerol (20%) e seca a temperatura ambiente, apresentou a melhor interação com os queratinócitos. Para a finalização do trabalho esta solução de quitosana foi vertida sobre a membrana de PVAl, liofilizada e intumescida com solução de quitosana (2%) e o conjunto foi mantido à temperatura ambiente até formação do filme de quitosana na face superior, obtendo-se assim uma membrana composta compatível com o sistema dermo-epidérmico.

Palavras-Chave: polymers; alcohols; absorption spectroscopy; ultraviolet radiation; biological materials; animal tissues; skin; membranes

ALMEIDA, TIAGO L. de. Desenvolvimento de membrana composta de PVAI e quitosana compativel com o sistema dermo-epidermico. Orientador: Monica Beatriz Mathor. 2009. 106 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-29062009-162948. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11514. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi estudada a formação de membranas para obtenção de compostos dermo-epidérmicos. A porção dérmica foi desenvolvida utilizando-se mistura de polímeros sintéticos, o poli(álcool vinílico) - PVAl ou poli(vinilpirrolidona) – PVP, com polímero natural, a quitosana. As membranas foram reticuladas pela radiação g ou glutaraldeído. A porção epidérmica destas membranas foi formada por queratinócitos cultivados in vitro, os quais foram semeados sobre as membranas correspondentes e verificada sua interação. As membranas que melhor interagiram com os queratinócitos foram aquelas preparadas com quitosana pela reticulação com glutaraldeído, porém não satisfazendo as características mecânicas de manipulação. As membranas que possuíam as melhores características mecânicas, porém com moderada interação com os queratinócitos, foram as compostas de PVAl, liofilizada e intumescida com quitosana. Os componentes foram caracterizados isoladamente, bem como as membranas formadas pelos mesmos. O PVAl foi caracterizado quanto a sua dose gel e a quitosana quanto à determinação das constantes de Mark-Houwink, grau de acetilação e dissolução em diferentes valores de pH. As membranas foram caracterizadas quanto a sua cinética de intumescimento com água. Na membrana de PVAl com quitosana incorporada foi avaliada sua degradação in vitro, determinada sua cinética de intumescimento com a quitosana e estimado o tamanho do poro. As membranas de quitosana reticuladas com glutaraldeído foram caracterizadas quanto à cinética de intumescimento e verificado o possível desprendimento de glutaraldeído. As duas membranas caracterizadas isoladamente foram unidas para formação de uma única membrana, como a parte dérmica do composto, onde a membrana de PVAl incorporada com quitosana foi recoberta com a membrana de quitosana reticulada com glutaraldeído. Quitosanas de outras procedências foram avaliadas na interação com os queratinócitos.

Palavras-Chave: membranes; polymers; ionizing radiations; hydrogels; tissue-equivalent materials; skin; keratin; cell cultures; fibroblasts; wounds; irradiation procedures; biotechnology

RODAS, ANDREA C.D. Desenvolvimento de membranas como compostos dermo-epidermicos. Orientador: Monica Beatriz Mathor. 2004. 149 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2004.tde-06082004-164531. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11161. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Células a combustível de membrana polimérica têm cada vez mais se destacado como meio na obtenção de energia, pela sua alta eficiência e potencial para fazê-la de modo sustentável. Entretanto muitos ainda são os desafios para consolidá-la comercialmente. Dentre eles, a aglomeração e a perda de área ativa em catalisadores suportados em carbono recebem um destaque especial, principalmente em células PEM de temperatura elevada de operação. Eletrocatalisadores não suportados, baseados em nanoarquiteturas de geometria controlada, têm se tornado uma tendência em diversas frentes de pesquisa. Tal fato se deve à alta eficiência e estabilidade atingidas por sistemas nanométricos organizados, além da possibilidade em se criar superfícies funcionais adaptadas a reações específicas. O trabalho de pesquisa buscou o desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados, de alta área superficial, como alternativa a eletrocatalisadores nanoparticulados suportados em carbono, a fim de se reduzir a perda sobre a área ativa quando submetidos às condições de operação em células a combustível. O trabalho explorou dois conceitos, a confecção de nanotubos de platina e a confecção de nanofios nanoporosos à base de platina vítrea. Para este desenvolvimento foram estudados e caracterizados os efeitos da dissolução seletiva, em escala nanométrica, acoplados à conformabilidade de metais amorfos e à utilização da troca galvânica como ferramenta de síntese de superfícies. Tais estudos foram utilizados como base para o projeto de sistemas catalíticos não suportados. Os materiais propostos foram avaliados quanto a sua atividade e estabilidade frente a reações comuns em células a combustível. Tais sistemas demonstraram uma alta estabilidade em relação à sua área ativa, em ensaios de durabilidade, assim como uma alta utilização do metal nobre, tornando-os promissores para a tecnologia de células a combustível.

Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; high-temperature fuel cells; membranes; nanostructures; surface treatments; electrochemical corrosion; polymers; synthesis; platinum alloys; catalysts; geometry; mass spectroscopy; plasma; x-ray diffraction; x-ray emission analysis; scanning electron microscopy

DOUBEK, GUSTAVO. Desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados para células a combustível de membrana polimérica de temperatura elevada de operação. Orientador: Marcelo Linardi. 2013. 104 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-28112013-143424. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10570. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo numérico computacional e respectiva metodologia para estudo e projeto de células a combustível a membrana polimérica trocadora de prótons PEM. Para a validação dos resultados experimentais, descreveu-se uma seqüência de rotinas de programação, adequadas ao ajuste dos dados obtidos em laboratório. Com relação à implementação computacional criou-se uma estratégia inovadora de acoplamento com dois modelos tridimensionais, de forma a satisfazer as exigências do modelo completo de célula a combustível, comportando suas diversas geometrias e materiais, assim como os diversos processos físicoquímicos simulados. Com a finalidade de avaliação eficaz da analogia da célula real com o modelo numérico, foram realizados estudos numéricos, comparações com valores obtidos na literatura, caracterização de variáveis por meio de experimentos laboratoriais e estimativas com base em modelos já estudados na literatura. Para a parte experimental, um protótipo de célula a combustível unitária de 144 cm2 de área geométrica foi projetado, produzido e operado em bancada com a finalidade de validação do modelo numérico computacional proposto, apresentando resultados positivos. Os resultados das simulações para as geometrias 2D e 3D propostas são apresentados em forma de curvas de polarização, destacando o modelo de camada catalítica baseado na geometria de aglomerados. Estudos paramétricos e de sensibilidade são apresentados como ilustração da variação do desempenho da célula a combustível estudada. O modelo final é robusto e útil como ferramenta de projeto e otimização de células tipo PEM em uma ampla faixa de condições de operação.

Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; membranes; numerical analysis; computerized simulation; experimental data; navier-stokes equations; fluid mechanics

ROBALINHO, ERIC. Desenvolvimento de um modelo numerico computacional aplicado a uma celula a combustivel unitaria de 144 CMsup(2) tipo PEM. Orientador: Marcelo Linardi. 2009. 168 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-21082009-144637. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9396. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A represa Billings é o maior manancial superficial do Estado de São Paulo cuja importância está ligada ao abastecimento público, à geração de energia, à pesca, à recreação e ao lazer para a cidade de São Paulo e os municípios da sua região metropolitana. Nos últimos anos essa região vem sofrendo grande impacto ambiental. Apesar de ser uma APA (Área de Proteção Ambiental), há no entorno da represa, vários tipos de assentamentos cujas famílias utilizam para o seu consumo a água proveniente de poços situados, muitas vezes, a poucos metros da represa, já que inexiste o acesso à rede de saneamento básico (tratamento de água e esgoto em rede pública). De acordo com relatórios de entidades governamentais, observa-se que a espécie química alumínio está presente nas águas da represa em valores acima do permitido, o que gera preocupações relacionadas à contaminação do meio ambiente e à saúde da população; por outro lado, há poucas informações sobre a qualidade das águas subterrâneas da região. Considerando-se essa deficiência de informações, este trabalho teve como objetivo investigar a possível contaminação de poços, partindo da aplicação de um programa criado o PAMQUÁ ® - que auxiliou e direcionou à tomada de decisão a um determinado contaminante de risco à saúde humana encontrado na água e como o uso da radiação ionizante pôde ser aplicada no beneficiamento de diagnóstico químico e em solução para tratamento específico. Dessa forma, pôde-se ter o respaldo de que a espécie química alumínio é o principal contaminante daquelas águas superficiais. Como os íons alumínio são susceptíveis à complexação por substâncias orgânicas, o processo de irradiação ionizante como etapa de pré-tratamento para a determinação analítica foi um processo inovador e que foi aplicado em dois tipos de amostra: 1) amostras de água padronizadas contendo ácido húmico, que é o tipo de matéria orgânica que ocorre com frequência em águas subterrâneas e 2) amostras de água coletadas dos poços da região estudada. O processo de irradiação permitiu a redução do teor de matéria orgânica e a mineralização dessas amostras, contribuindo com dados inéditos sobre o teor de alumínio. Finalmente, foi desenvolvido um novo material - uma membrana polimérica seletiva modificada por radiação que propõe a remediação do alumínio na água.

Palavras-Chave: ground water; water wells; water treatment; water resources; drinking water; aluminium; ionizing radiations; ultraviolet spectra; spectrophotometry; emission spectroscopy; plasma; membranes; polymerization; quantitative chemical analysis; gravimetric analysis; humic acids; public health; environmental protection; brazil

YAMAGUISHI, RENATA B. Especiação de alumínio em águas subterrâneas na região do manancial Billings: aplicação da radiação ionizante na digestão amostral para fins analíticos e na proposta de remediação. Orientador: José Eduardo Manzoli. 2013. 174 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-10122013-113125. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10568. Acesso em: $DATA.

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