Abstract: Atualmente, a nanociência e nanotecnologia são consideradas como um campo emergente onde, continuamente, as barreiras entre as disciplinas são rompidas. Seu principal foco de estudo consiste em buscar o controle estrutural ao nível molecular, arranjando os átomos de modo a se conseguir um entendimento e controle das propriedades fundamentais da matéria. Neste estudo foram propostas modificações moleculares e, consequentemente, na morfologia, propriedades ópticas e cristalinas em filmes finos de TiO2 com o objetivo de aumentar sua eficiência fotônica. Os filmes finos de TiO2 foram preparados pelo processo sol-gel avaliando a influência de diferentes ácidos e agente direcionador para a obtenção dos arranjos nanoestruturados. A seguir, os filmes que apresentaram maior eficiência fotônica foram incorporados com nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pd e Pt) com objetivo de minimizar os processos de recombinação eletrônica do par lacuna/elétron. Das diversas rotas estudadas, os filmes finos de TiO2 preparados com ácido acético obtiveram maior eficiência fotônica devido à pouca aglomeração dos grãos de titânia, o que pode ter favorecido uma maior exposição dos sítios fotocatalíticos. A presença do agente direcionador na formulação teve pouco efeito na eficiência fotônica, possivelmente devido à maior aglomeração dos grãos nos filmes finos de TiO2. Com a adição de nanopartículas metálicas, os filmes finos de TiO2 com nanopartículas de platina e ouro apresentaram maior eficiência fotônica. A presença de hexamina nos filmes finos de TiO2 com nanopartículas metálicas teve pouca influência na eficiência fotônica, exceto com nanopartículas de platina e ouro. A melhora da eficiência fotônica, nestes casos, pode ser atribuída a uma possível diminuição da velocidade de recombinação do par lacuna/elétron. Dessa forma, com o presente trabalho pôde-se comprovar a grande influência das condições de preparação do TiO2 nas propriedades ópticas, morfológicas e na eficiência fotônica. Futuramente, com o maior entendimento do mecanismo desta influência poder-se-ão delinear de forma mais precisas a morfologia e eficiência fotônica destes filmes finos de TiO2, conforme a aplicação a qual serão destinados.

Palavras-Chave: thin films; titanium oxides; photocatalysis; molecular structure; sol-gel process; nanostructures; particles; gold; silver; palladium; platinum

NAKAMURA, LIANA K.O. Atividade fotocatalítica de filmes nanoestruturados de dióxido de titânio incorporados com nanopartículas de metais nobres. Orientador: Jorge Moreira Vaz. 2012. 237 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-06032013-135424. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10170. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A deficiência de hormônio de crescimento (GHD) é geralmente tratada com injeções repetidas do hormônio recombinante. Nosso grupo tem trabalhado com uma alternativa para o tratamento padrão da GHD, utilizando um modelo de terapia gênica baseado em uma única injeção de DNA plasmidial (naked DNA) contendo a sequência genômica (gDNA) do hormônio de crescimento humano (hGH). Utilizamos uma abordagem in vivo na qual o vetor de expressão é administrado em camundongos anões imunodeficientes (lit/scid), seguido por eletrotransferência. Em estudos anteriores, obtivemos níveis elevados de hGH no soro desses camundongos (~ 20 ng/mL) com uma aproximação de crescimento em relação ao camundongo normal (catch-up growth) de ~ 70% para o peso corporal e de ~ 80% para o comprimento do fêmur, utilizando um vetor plasmidial contendo o gDNA do hGH com o promotor de ubiquitina-C. Por outro lado, em trabalho anterior tivemos uma indicação de que a sequência complementar (cDNA) poderia ter uma vantagem sobre o gDNA em nosso protocolo de terapia gênica. No presente trabalho, nosso objetivo foi realizar um estudo comparativo entre vetores contendo as sequências genômica (gDNA), complementar (cDNA) ou complementar acrescida da região 3' (cDNA 3') do hGH. Primeiro, os vetores foram analisados quanto aos níveis de expressão in vitro mediante transfecção de células HEK-293. Os níveis de hGH foram mensurados por ELISA e atingiram 20,96 ± 4,28 μg/mL para gDNA, 1,59 ± 0,42 μg/mL para cDNA e 3,13 ± 0,71 μg/mL para cDNA+3', após 72 h da transfecção. Uma segunda quantificação foi realizada por RP-HPLC e o padrão de expressão foi o mesmo da quantificação por ELISA. Em seguida, foram realizados bioensaios administrando esses vetores em camundongos lit/scid, via eletrotransferência, no músculo tibial anterior. O primeiro bioensaio foi de 7 dias e, ao final do experimento, os níveis de expressão de hGH foram estatisticamente diferentes somente entre os grupos gDNA/cDNA+3', sendo que o primeiro apresentou o maior nível de expressão. Quanto aos níveis de mIGF-1, não houve diferença estatística entre os grupos gDNA/cDNA+3', apenas esses dois em comparação com o cDNA e, mais uma vez, o grupo gDNA apresentando o maior nível de expressão. Foi realizado um segundo bioensaio, agora de 30 dias, no qual, além dos níveis de hGH e mIGF-1, também foram determinados os incrementos do peso corporal e do comprimento do corpo total, da cauda e dos fêmures. Ao final deste bioensaio, os níveis de expressão de hGH não apresentaram diferença estatística entre os grupos de DNA. Por outro lado, os maiores níveis de expressão de mIGF-1 foram obtidos nos grupos gDNA e cDNA+3'. Finalmente, as porcentagens de catch-up growth foram calculadas e os melhores resultados foram novamente para o gDNA, com variações de 16,6 a 32,4 % para os parâmetros avaliados. Esses resultados indicam, portanto, que o plasmídeo contendo a sequência gDNA é mais eficiente para o estímulo de expressão do IGF-1 e incremento na porcentagem de recuperação dos parâmetros analisados do que as outras sequências de DNA utilizadas. Em conclusão, os resultados alcançados neste projeto são opostos aos esperados por nós, pois acreditávamos que o cDNA poderia apresentar um maior nível de expressão quando comparado ao gDNA, em nosso modelo de terapia gênica. Pelo contrário, o gDNA apresentou os melhores resultados para hGH, mIGF-1 e catch-up growth, seguidos pelos grupos cDNA+3' e cDNA. O fato do cDNA+3' ter apresentado melhores resultados que o cDNA provavelmente é devido à região 3', a qual é conhecida por conter sequências que podem aumentar a eficiência da transcrição. Portanto, continuaremos a utilizar o vetor contendo o gDNA em nossos estudos de terapia gênica.

Palavras-Chave: sth; hormones; gene therapy; stem cells; bone cells; dna; genome mutations; biological functions; molecular structure; electrical properties; in vitro; skeletal diseases; in vivo; rats; rodents

ZACARIAS, ENIO A. Comparação de eficiência entre vetores contendo a sequência genômica e complementar, acrescida ou não da região downstream, do hormônio de crescimento humano na terapia gênica. Orientador: Cibele Nunes Peroni. 2020. 72 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16072021-135829. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32271. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Uma variedade específica de quartzo de cor verde, seja natural ou induzida pela radiação é muito rara. Trata-se de um mecanismo de formação de cor completamente diferente daqueles conhecidos e amplamente discutidos na literatura, que são responsáveis pela formação do quartzo fumê, do citrino e da ametista, incluindo a prasiolita produzida pelo aquecimento da ametista de Montezuma (MG). Somente duas ocorrências, conhecidas até o momento, tem o quartzo incolor, uma no pequeno distrito em Thunder Bay Amethist Mine, no Canadá e a outra na Bacia do Paraná ( Brasil) , ao longo de uma faixa de 600 km, com ocorrências dispersas de geodos, que se estende da região de Quaraí (RS) até a localidade de Uberlândia (MG). Estas duas ocorrências foram formadas sob fortes atividades hidrotermais, a de Thunder Bay é devido ao tectonismo e a da Bacia do Paraná está relacionada às atividades da água meteórica e hidrotermal do Aquífero Guarani. Estes cristais de quartzo hidrotermal apresentam um histórico de crescimento muito rápido, permitindo a formação dos defeitos de crescimento como as geminações, o crescimento em mosaico, as formações com pequenos ângulos inclinados e as estrias que facilitam a absorção da água na forma de água molecular, silanol (Si-OH), hidroxila (OH) e como micro inclusões. Este tipo de quartzo pode ser considerado como quartzo hidratado (wet quartz) semelhante ao quartzo sintético. O teor em água, com até 3200 ppm em massa, é superior à concentração das impurezas estruturais como o Fe, Al e Li. Não existe uma correlação entre o conteúdo da água e a quantidade de impurezas, como ocorre em outras variedades de cor do quartzo. No quartzo hidrotermal de geodos são formados complexos de silanol que quando são irradiados geram os centros de cor NBOHC (Centro de cor do oxigênio com elétron desemparelhado que não participa da ligação) que apresenta absorção no intervalo de 590 nm a 620 nm e formando uma janela de transmissão a 550 nm aproximadamente, responsável pela cor verde. Várias técnicas de análises químicas e de espectroscopia foram empregadas para caracterizar estas amostras de quartzo verde. A determinação do teor de água por meio dos espectros de infravermelho FTIR mostraram menos água (até 2300 ppm em massa), em comparação com os resultados das análises de aquecimento (3200 ppm) decorrente provavelmente, ao complexo silanol remanescente. Para documentar a influência da água na formação da cor verde foram realizadas análises por espectroscopia de infravermelho FTIR em amostras de quartzo de 3 diferentes grupos de ambientes geológicos, o quartzo pegmatítico com Al e Li formado à alta temperatura da região de Santana do Araguaia, o quartzo de veios hidrotermais com Al, mas sem água originado à média temperatura, da região de Curvelo e a ametista com muito Fe, pouco Al e pouco silanol da região de Brejinho e o quartzo de geodos hidrotermais formado a baixa temperatura com alto conteúdo de água molecular e silanol, e com muito Fe e pouco Al. As análises e as comparações permitiram diferenciar e determinar a formação do centro de cor NBOHC (Centro de cor do oxigênio com elétrons desemparelhados que não participam da ligação) para o quartzo hidrotermal de geodos da Bacia do Paraná. Assim, somente cristais de quartzo com alta concentração de água molecular e silanol são apropriados para desenvolver a cor verde por meio da radiação gama. Pode-se mencionar que no mesmo geodo podem coexistir cristais de quartzo com diferentes teores de água. Cabe ressaltar também que o quartzo verde tratado com radiação gama é sensível à radiação ultravioleta e ao aquecimento, levando à perda parcial ou total da cor verde.

Palavras-Chave: quartz; crystals; crystal growth; silicon; molecular structure; water; gamma radiation; fourier transform spectrometers; neutron activation analysis; icp mass spectroscopy; optical spectrometers; infrared spectra; scanning electron microscopy; thermal analysis

ENOKIHARA, CYRO T. Estudo do quartzo verde de origem hidrotermal tratado com radiação gama. Orientador: Paulo Roberto Rela. 2013. 165 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-18022014-133514. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10600. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711.

Palavras-Chave: personnel dosimetry; radiation doses; measuring methods; radioisotopes; iodine 125; sealed sources; radiotherapy; brachytherapy; anisotropy; molecular structure; tumor cells; prostate; calculation methods; monte carlo method; computer codes

OLIVEIRA, TIAGO B. de. Estudo dos parâmetros dosimétricos de sementes de Iodo-125 desenvolvidas pelo IPEN-CNEN/SP utilizadas em braquiterapia por simulação computacional pelo método de Monte Carlo. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2016. 60 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-20052016-143624. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26392. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Tratamentos de superfície são técnicas amplamente utilizadas com a finalidade de aumentar a resistência à corrosão de materiais metálicos. No caso específico do alumínio e ligas de alumínio, o tratamento com cromo hexavalente é um dos processos mais utilizados. Isso, em razão da eficiência e da facilidade de aplicação desse processo. Entretanto, em virtude de restrições ambientais e do elevado custo de tratamento de resíduos gerados neste processo, métodos alternativos para sua substituição vêm sendo avaliados. Neste contexto, o presente estudo investigou o processo de formação e proteção à corrosão fornecida por filmes de moléculas autoorganizáveis de compostos à base de fosfonatos sobre a liga de alumínio 1050. Para definir as condições do tratamento foram utilizadas medidas de condutividade e de ângulo de contato, juntamente com ensaios eletroquímicos. Técnicas eletroquímicas, especificamente: medidas de variação do potencial a circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica foram utilizadas para avaliar a proteção à corrosão. Os diagramas experimentais de impedância foram interpretados utilizando circuitos elétricos equivalentes que simulam modelos do filme de óxido que se forma na superfície da liga. Os resultados fornecidos com a liga tratada com moléculas auto-organizáveis foram comparados com resultados obtidos em iguais condições com amostras da liga sem qualquer tratamento ou cromatizada com Cr(VI) e mostraram que o tratamento com moléculas auto-organizáveis aumenta significativamente a resistência à corrosão da liga e apresenta, em determinadas condições, desempenho próximo ao fornecido pelo processo de cromatização.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; molecular structure; surface treatments; phosphorus compounds; chromium carbides; sample preparation; electrochemistry; impedance; spectroscopy

SZURKALO, MARGARIDA. Investigacao do efeito de moleculas auto-organizaveis na resistencia a corrosao da liga de aluminio 1050. Orientador: Sergio Luiz de Assis. 2009. 113 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-23092011-162659. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9488. Acesso em: $DATA.

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