Linhas de pesquisa
Química de Materiais
Essa linha de pesquisa visa o estudo de polímeros quimicamente modificados com grupos organicofuncionais e com íons metálicos, o estudo de óxidos binários e de compósitos híbridos orgânicos-inorgânicos, bem como a aplicação dos materiais estudados em catálise, eletroquímica e adsorção.
Alguns dos projetos de pesquisa desenvolvidos nesta linha de pesquisa são:
Prof. Adley F. Rubira
"Desenvolvimento de biomateriais híbridos de hidroxiapatita e sulfato de condroitina: Nanopartículas carreadoras de fármacos e nutracêuticos a substrato para regeneração óssea"
- Utilização de hidroxiapatita e sulfato de condroitina no desenvolvimento de biomateriais multifuncionais com potencial aplicação na área biomédica.
- Aplicação na liberação controlada de terbinafina e substratos para regeneração óssea.
- Estudo in vivo do reparo de defeitos induzidos em crânios de ratos, sendo os testes realizados sob a coordenação da Profa. Dra. Luzmarina Hernades, do Departamento de Ciências Morfológicas, de acordo com a legislação para o trabalho com animais vivos.
"Nanobiomateriais baseados em polímeros naturais para aplicações específicas"
- Desenvolvimento de materiais biodegradáveis, obtidos a partir de fontes renováveis associadas a elevada disponibilidade, fácil acessibilidade e baixo custo.
- Desenvolvimento de nano/microesferas carreadoras de fármacos para sistemas de liberação controlada sítio-específica, propiciando maior eficácia no tratamento.
"Desenvolvimento de hidrogéis baseados em polissacarídeos quimicamente modificados para aplicação em liberação controlada de fármacos de ação anticancerígena."
- Desenvolvimento de matrizes poliméricas baseadas em polissacarídeos quimicamente modificados com propriedades que permitam suas aplicações como veículos para liberação controlada de fármacos de ação anticancer, (e.g. curcumina, doxorubicina, etc).
- Colaboração entre os Profs. Drs. Adley F. Rubira e Edvani C. Muniz, do GMPC, e do Prof. Dr. Artur. J. M. Valente.
"Nanopartículas Poliméricas para Liberação de Fármacos e Nutracêuticos: Estabelecimento de uma Rede de Cooperação Internacional"
- Estabelecimento de uma rede de pesquisa na área de nanocompósitos poliméricos visando principalmente a liberação controlada de fármacos, cosméticos e nutracêuticos.
- É alvo central do projeto a formação de uma rede de pesquisa entre programas de pós-graduação das regiões nordeste (DEQ/UFRN e NDTR/UNIT) e sul (DQI-DAC-DFF-DEQ/UEM, DEQ/UFSC e DEQ/UEM) do Brasil, tendo, ainda, a participação de Instituições Estrangeiras (ChE-MS/WSU e CERMAV- Grenoble, França).
Prof. Dr. Edvani Curti Muniz
"Desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para aplicações tecnológicas específicas"
- Sintetize de novos materiais nanoestruturados, com características físicas favorecidas para a fabricação de dispositivos fotovoltaicos, obtidos a partir de semicondutores orgânicos (tais como PEDOT:PSS, F8BT, P3HT) e inorgânicos (como, por exemplo, o CdSe, TiO2 e PbS), funcionalizados com diferentes ligantes bifuncionais, como ácido tioglicólico e ácido 3-mercaptronico. bem como em aplicações biomédicas.
- Preparação de nanofibras poliméricas obtidas por meio da técnica de eletrofiação de fibroína quimicamente modificada por inserção de compostos glico-conjugados, que possibilita sua aplicação em sistemas de liberação de fármacos e na engenharia de tecidos para a regeneração de órgãos. Este projeto é uma parceria entre pesquisadores de diferentes instituições nacionais e internacionais.
"Materiais poliméricos nanoestruturados (nanofibras) para aplicação em biomateriais"
- Desenvolvimento de materiais poliméricos nanoestruturados (nanofibras), à base de polímeros hidrofílicos e contendo partículas nanométricas ou sub-micrométricas, por exemplo nanowhiskers de celulose, obtidas por meio da eletrofiação, para aplicação como biomateriais.
-Este projeto é proposto pelo Prof. Dr. Edvani Curti Muniz para atuação como Professor Visitante Sênior (PVS) junto ao Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais-PPGCEM na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Londrina - UTFPR-LD.
"Materiais poliméricos nanoestruturados (nanofibras e hidrogéis) para aplicação em biomateriais."
- Desenvolvimento de materiais poliméricos nanoestruturados (nanofibras e hidrogéis) para aplicação em biomateriais.
- Desenvolvimento de hidrogéis nanocompósitos superabsorventes utilizando nanocristais de quitina e quitosana como reforço.
- Obtenção de nanofibras poliméricas pela técnica de eletrofiação, a serem aplicadas como substratos para cultura de células.
- Apesar das diferentes metodologias utilizadas para a preparação dos materiais nestes dois diferentes enfoques, há convergência de propriedades dos materiais a serem obtidos, pois para as aplicações que se pretende, os materiais devem ser biocompatíveis e, portanto, não citotóxicos.
Prof. Dr. Rafael da Silva
"Pesquisa, desenvolvimento e inovação em nanopartículas poliméricas inteligentes para a aplicação em dispositivos de liberação controlada de fármacos e nutracêuticos." - Projeto certificado pelo coordenador Adley Forti Rubira em 05/12/2013.
- Pesquisa, desenvolvimento e inovação na área de nanotecnologia para a construção e estudo de nanopartículas poliméricas, para a aplicação em dispositivos de liberação controlada de fármacos e nutracêuticos.
- Estabelecimento de três abordagens diferentes em relação ao tema, visando o desenvolvimento de conhecimento científico e técnico em relação a sistemas químicos com aplicação biomédica:
1) Compósitos magnéticos inteligentes para liberação controlada de fármacos e nutracêuticos com resposta a campo magnético.
2) Nanopartículas de cristais de celulose modificados com redes macromoleculares, dendrímeros ou nanogéis, para sistema de liberação controlada.
3) Estudo da impregnação e liberação in vitro de fármacos e nutraceuticos: avaliação da cinética de liberação e estabilidade físico-química em função das propriedades químicas dos fármacos e nutracêuticos, metodologia de impregnação; tipo de nanopartículas e condições de liberação.
Polímeros e Compósitos
Nessa linha de pesquisa, objetiva-se a modificação de superfície, química ou física, de polímeros e, também, a obtenção de compósitos orgânico-inorgânico, além de estudar a degradação de polímeros. Dentre os projetos de pesquisa desenvolvidos, citam-se:
Prof. Dr. Adley F. Rubira
"Síntese de polímeros brush, via ATRP, em nanocristais de celulose e aplicação em sistemas para liberação controlada de fármacos."
-Construção e estudo de nanopartículas poliméricas para aplicação em dispositivos de liberação controlada de fármacos.
-Sistemas químicos com aplicação biomédica envolvendo nanopartículas de cristais de celulose modificados com redes macromoleculares ou nanohidrogéis.
-A técnica de ATRP Polimerização Radicalar via Transferência de Átomo possibilita a obtenção de polímeros com diversas arquiteturas e a modificação de superfícies com alto grau de enxertia, obtendo estruturas do tipo brush escova.
-A utilização de nanocristais de celulose em processos de polimerização via ATRP associado a polímeros inteligentes (como o Poli(N-isopropilacrilamida) PNIPAAm) permite a obtenção de cadeias poliméricas com estruturas tipo brush, gerando materiais com potencial aplicação em sistemas inteligentes de liberação controlada de fármacos e nutracêuticos.
Prof. Dr. Edvani C. Muniz
"Síntese de hidrogéis iônicos baseados em líquidos iônicos-grafting-hidrogel com potencial aplicação na remoção de metais e corantes em soluções aquosas"
-Este projeto será desenvolvido no Departamento de Química da Universidade Estadual de Maringá (UEM), focando na área de Química de Materiais.
-Pretende-se obter pela a aplicação do principio da química verde, a partir da utilização de líquidos iônicos, [Bmim][BF4], [Hmim][HSO4] e fontes biorrenováveis quitosana (QT) hidrogéis iônicos superabsorventes para especial aplicação na remoção de metais pesados e corantes em águas contaminadas.
-A hipótese é que o uso de líquido iônico possa proporcionar a obtenção de um novo material híbrido (hidrogel superabsorvente) com aumento nas propriedades mecânicas, na estabilidade térmica e no intumescimento, além de induzir atividade antimicrobiana nos hidrogéis iônicos obtidos, com o intuito de obter novos materiais que possam contribuir economicamente e ambientalmente para uma industrialização sustentável, ou seja, redução no uso de materiais, substituição de solventes orgânicos, melhorias nas condições reacionais.
"Estudo da reciclagem de poli(tereftalato de etileno), PET, pós-consumo, utilizando condições supercríticas."
-A perspectiva é buscar soluções que contribuam para o setor industrial e, ao mesmo tempo, diminuir a poluição ambiental.
-Despolimerização do PET usando etanol em condições supercríticas; polimerização do tereftalato de dietila (produto da reação de despolimerização) em condições supercríticas.
Prof. Dr. Rafael da Silva
"Propriedades elétricas e óticas de interfaces entre polímero condutores e materias 2D baseados em dicalcogenetos de metais de transição"
- Estudo da forma de interfaceamento de partículas 2D de e polímeros condutores.
- O tipo de interação química e a montagem de sistemas multicamadas serão usados para a construção de amostras onde possíveis novas propriedades oriundas da junção dos materiais serão avaliados.
- Os sistemas multicamadas serão avaliadas por técnicas eletroquímicas, fotoeletroquímicas, e por luminescência.
"Desenvolvimento e caracterização de superfícies poliméricas inteligentes para aplicações específicas" - Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Adley Forti Rubira em 05/12/2013.
- Desenvolvimento e caracterização de superfícies modificadas para aplicações específicas que podem ser divididas em duas diferentes linhas:
1. Modificação de superfícies poliméricas, a partir de superfícies quimicamente funcionalizadas por processos de oxidação e enxertia de monômeros reativo, e utilização dos grupamentos gerados na funcionalização para construir superfícies mais complexas com propriedades desejadas, agregando valor e ampliando as possibilidades de aplicação deste material.
2. Síntese e determinação de propriedades luminescentes em sistemas polímero-complexo de európio obtido a partir de copolimerização controlada(ATRP) utilizando tecnologia de fluído supercrítico.
Química de Interfaces
Nessa linha de pesquisa, efetuam-se modificação da superfície de polímeros com grupos funcionais, sendo esses grupos introduzidos via funcionalização química, envolvendo:
i) Produção de múltiplas camadas ultrafinas de polímeros hidrofílicos covalentemente ligados a superfície;
ii) Preparação de nano e micro camadas de hidrogel imobilizadas na superfície;
iii) Síntese de grupos maleimidas na superfície de PE e aplicação destes grupos como iniciadores de fotopolimerização;
iv) Mineralização de hidroxiapatita (compostos inorgânicos cristalinos) na superfície de PE.
Prof. Dr. Edvani C. Muniz
"Estudo da reciclagem de poli(tereftalato de etileno), PET, pós-consumo, utilizando condições supercríticas."
- A perspectiva é buscar soluções que contribuam para o setor industrial e, ao mesmo tempo, diminuir a poluição ambiental.
- Despolimerização do PET usando etanol em condições supercríticas; polimerização do tereftalato de dietila (produto da reação de despolimerização) em condições supercríticas.
Prof. Dr. Rafael Silva
"Development of Efficient Metal-Free and Noble Metal-Free Nano- and Electrocatalysts for Renewable Energy Applications: Experimental, Theoretical, and Mechanistic Studies"
The search for sustainable chemical processes has never been more important than it is today in light of current dwindling nonrenewable energy resources such as petroleum and, more importantly, their unabated negative environmental impacts. This is happening also at a time when we continue to rely on noble metal catalysts to carry out a range of chemical processes that are important to our daily life, e.g., the chemical reactions we use for conversion of fossil fuels into transportation fuels and other value-added chemical products. Replacing rare and expensive noble metal catalysts with inexpensive and earth-abundant ones for various renewable energy-related chemical processes as well as for production of high value chemicals is one of the major goals of sustainable chemistry.