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Item Estudo da interação entre materiais nanoestruturados e sistemas biológicos: aplicações ao estudo de nanotoxicidade e desenvolvimento de sensores para diagnóstico(2017-05-31) Zucolotto, ValtencirNanomateriais, como nanopartículas e nanotubos de carbono, têm sido recentemente utilizados em conjunto com moléculas biológicas no desenvolvimento de novos dispositivos para aplicação em áreas que envolvam nanociência ou biotecnologia. Estes dispositivos incluem desde sistemas de liberação controlada de fármacos e marcadores biológicos, até sistemas para diagnóstico. Para o eficiente desenvolvimento destes dispositivos, no entanto, é imprescindível tanto o entendimento dos mecanismos de interação que ocorre entre as biomoléculas imobilizadas e os nanomateriais, quanto o controle dos métodos de manipulação utilizados para imobilização. A interação entre os materiais é, em muitos casos, facilitada pela compatibilidade de tamanhos, e pode ocorrer de maneira sinérgica, fazendo com que propriedades melhoradas ou totalmente novas sejam obtidas a partir da escolha e processamento adequado dos materiais. Por exemplo, uma maneira eficiente de se combinar nanomateriais e biomoléculas é através de seu processamento na forma de filmes finos multicamadas, onde alto controle sobre espessura e arquitetura dos filmes pode ser obtido durante o processamento. Dessa maneira, tanto os nanomateriais como moléculas biológicas (ex., proteínas e anticorpos) podem ser imobilizados, resultando em estruturas com diferentes arquiteturas e grande preservação da atividade biológica, além da facilidade de manipulação. Neste projeto visamos o estudo de interações entre nanopartículas (metálicas e poliméricas) com biomoléculas (proteínas e anticorpos) para otimizar a manipulação destes materiais na forma de filmes ultrafinos. Estes filmes servirão de base para o desenvolvimento dispositivos de detecção e diagnose, de grande eficiência e seletividade. Estes biossensores serão utilizados na detecção de doenças de interesse em nosso país, como Leishmaniose e Chagas.Outro ponto importante do projeto é que através do entendimento das interações entre nanomateriais e sistemas biológicos, poderemos avaliar parâmetros como nanotoxicidade, dentro de uma linha de pesquisa recentemente iniciada em nosso Grupo, acerca da toxicidade de nanopartículas para células-tronco e outros sistemas in vitro e in vivo. Neste caso, a importância advém da preocupação recente sobre toxicidade destes materiais a sistemas vivos, e meio ambiente.Item EMU: facility para estudos avançados de materiais nanoestruturados e biossistemas / FAMA(2017-05-29) Polikarpov, IgorEsta proposta visa modernizar e ampliar um Laboratório Multiusuário Centralizado (Facility), que funciona há mais de 20 anos no IFSC/ USP fazendo pesquisas e prestando serviços em materiais inorgânicos e orgânicos por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia de força atômica (AFM) e difração de raios-X (DRX), atendendo pesquisadores do Estado de São Paulo e de outros estados da federação. A modernização e a ampliação agregarão técnicas modernas de microscopia confocal e difração de raios-X com duplo comprimento de onda, como também de microscopia de alta resolução, adquirindo um microscópio eletrônico SEMFEG e um microscópio de força atômica (AFM) de última geração. Com esta expansão do laboratório será possível estender a gama de materiais investigados e atender a um maior número de pesquisadores, com pessoal altamente qualificado. Além disso, a ênfase multidisciplinar crescente do IFSC trouxe demandas novas por metodologias que possibilitem investigar nanoestruturas orgânicas e inorgânicas, matéria mole, biomassa e biossistemas em geral (microscopia confocal). O projeto é apoiado por dois Cepids da FAPESP, três INCTs, três Temáticos, um projeto regular da FAPESP e um projeto da Finep, como projetos associados, que totalizam mais de R$ 75 milhões em recursos financeiros, além de vários projetos complementares. Nesses projetos busca-se compreender processos físicos, físico-químicos e biológicos na escala atômica e nanométrica, em áreas de fronteira em que os grupos participantes desta proposta têm contribuições relevantes no cenário internacional. Devido à abrangência estadual e nacional de alguns dos projetos associados, um número considerável de pesquisadores e especialistas em inovação tecnológica do Estado de São Paulo será beneficiado, principalmente com a infraestrutura e capacitação de técnicos do IFSC para compartilhar equipamentos multiusuários.Item Propriedades elétricas e ópticas de filmes nanoestruturados de Langmuir-Blodgett (LB) e automontados(2015-12-10) Oliveira Junior, Osvaldo Novais deNeste projeto serão investigados filmes orgânicos nanoestruturados, obtidos pelas técnicas de Langmuir-Blodgett (LB) e automontagem, para explorar o controle molecular permitido por essas técnicas nas propriedades elétricas e ópticas dos materiais. Três classes de materiais serão abordadas, a saber: polímeros luminescentes, polímeros contendo azocromóforos e polímeros semicondutores usados em conjunto com óxidos metálicos. Nos polímeros luminescentes, serão estudadas arquiteturas moleculares para otimizar a eficiência da foto- e eletroluminescência de polímeros à base de poli(p-fenileno vinileno) (PPV) e contendo ionômeros. Buscar-se-á, também, a compreensão dos mecanismos responsáveis pela luminescência, com ênfase em particular nos processos de transferência de energia de Fôrster e injeção e transporte de carga em dispositivos eletroluminescentes. Para os filmes contendo cromóforos de azobenzeno, serão investigados os processos de fotoisomerização e propriedades resultantes, como a birrefringência fotoinduzida e o transporte de massa que leva à formação de grades de relevo. Com relação aos nanohíbridos de óxidos metálicos, serão obtidos por automontagem empregando polímeros orgânicos como matrizes hospedeiras. O objetivo é identificar nanohíbridos com propriedades eletrocrômicas e de armazenamento de carga, sendo as últimas para identificação de materiais para microbaterias. O trabalho experimental englobará síntese de polímeros, fabricação de filmes nanoestruturados e sua caracterização por diversas técnicas, e produção de protótipos de dispositivos eletroluminescentes e de armazenamento de carga. Será acompanhado de estudos de modelos teóricos que permitam explicar os resultados obtidos e conceber novas arquiteturas moleculares com propriedades otimizadas. Em alguns casos serão combinados dois ou mais materiais, aproveitando a sinergia entre as respostas elétricas e ópticas dos componentes devido à interação em nível molecular.Item Estudo de propriedades ópticas de filmes finos nanoestruturados de copolímeros dibloco(2015-12-08) Oliveira Junior, Osvaldo Novais deNeste projeto serão fabricados filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett (LB) de copolímeros dibloco contendo azocromóforos, cuja fabricação será otimizada para obter propriedades ópticas adequadas para aplicações de armazenamento óptico baseado na birrefringência fotoinduzida. Os polímeros serão sintetizados na Argentina, enquanto a fabricação e caracterização dos filmes serão feitas no Brasil, aproveitando-se a complementaridade de atuações dos grupos brasileiros e argentinos. Os filmes de Langmuir serão estudados empregando-se medidas de pressão e potencial de superfície, microscopia no ângulo de Brewster e espectroscopia no infravermelho com modulação de polarização (PM-IRRAS). Após otimização dos parâmetros de deposição sobre substratos sólidos, os filmes LB serão estudados quanto à sua birrefringência, em particular com investigação da influência da arquitetura molecular, incluindo volume livre. Espera-se que a auto-organização inerente aos copolímeros dibloco possa ser um fator adicional de controle molecular para obter movimentos dos cromóforos fotoinduzidos que levem a memórias ópticas eficientes.Item CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais(2015-10-22) Silva, Elson Longo daEstamos propondo a formação de um centro multidisciplinar denominado Centro para o Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). Este centro é uma evolução do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), que recebeu apoio da FAPESP, a partir da primeira versão do programa CEPID. No século 21, as necessidades globais mudaram drasticamente e três questões fundamentais devem ser resolvidas: energia renovável, saúde e meio ambiente. No mesmo período, a comunidade de ciência dos materiais tem se empenhado na pesquisa e desenvolvimento de materiais nano estruturados funcionais. Assim, propomos combinar a pesquisa de materiais funcionais e nano estruturados para encontrar soluções às novas necessidades da sociedade. Com base na experiência anterior, propomos dar um passo à frente na investigação sobre a ciência dos materiais desenvolvendo materiais funcionais. Especificamente, o objetivo do nosso centro reside na capacidade de sintetizar materiais com composição, estrutura e morfologia controladas. Assim, vamos usar estas habilidades para pesquisar e desenvolver materiais funcionais e nano estruturados com propriedades especiais com o objetivo de resolver os problemas relacionados com aplicação em energia, energia renovável, saúde e meio ambiente. No CDMF, a nossa proposta em termos de inovação é a transferência de tecnologia diretamente ligada ao programa de pesquisa básica e atuará nos seguintes segmentos: planta-piloto para as nano partículas funcionais, desenvolvimento de novas aplicações para materiais funcionais e geração de empresas spin-desligado. Com relação às atividades de educação, formação e difusão o público-alvo preferencial será professores do ensino médio, aos quais serão oferecidos cursos de extensão voltados para o uso das tecnologias da informação e comunicação na educação científica, objetivando melhorar o desempenho dos professores em sala de aula. A técnica de mapeamento conceitual nos permitirá construir e relacionar conceitos, para representar o conhecimento de forma hierárquica, e partilhar este significado entre professores e alunos, facilitando o aprendizado e raciocínio científico. Além disso, está planejado o oferecimento de cursos de especialização em comunicação e difusão da ciência.