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Item Estudo da dinâmica lenta em polímeros através de RMN utilizando-se as de técnicas ecos rotacionais: CODEX e ODESSA(2017-05-31) Bonagamba, Tito JoseDurante este projeto serão implementadas duas novas seqüências de pulsos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), destinadas ao estudo e caracterização de reorientações lentas de segmentos moleculares, em cadeias poliméricas com a mais alta sensibilidade e resolução possíveis, através de espectros de RMN obtidos com rotação da amostra em torno do ângulo mágico (MAS). As duas técnicas a serem empregadas serão: Centerband Only Detection of Exchange - CODEX e One Dimensional Exchange Spectroscopy by Sideband Alternation - ODESSA. A partir de duas séries de espectros CODEX/MAS ou ODESSA/MAS, pode-se determinar funções de correlação, tempos de correlação, geometria e amplitude do movimento molecular para cada linha individual do espectro. Os materiais a serem inicialmente estudados serão polímeros semicristalinos, encontrados comercialmente, tais como polimetacrilatos. Esses serão utilizados tanto na forma de amostras padrão, para a implementação e testes da nova metodologia, bem como para o estudo detalhado de características dinâmicas ainda não investigadas por RMN.Item Espectroscopia por ressonância magnética em campo alto, baixo ou nulo(2017-05-31) Bonagamba, Tito JoseEste projeto tem como meta a aquisição de um console de RMN para a realização de experimentos de múltiplas ressonâncias, com frequências dentro do intervalo de 0,1 a 600 MHz. Com este console complementando os equipamentos que já dispomos no laboratório, teremos dois objetivos principais iniciais: 1) utilização do espectrômetro com técnicas avançadas de RMN de alta resolução (com os magnetos já existentes em nossos laboratórios) para o estudo de materiais no estado sólido; e 2) utilização do espectrômetro para a realização de experimentos de RMN em campo zero para o estudo de materiais magnéticos em função da temperatura. Como metas adicionais pretendemos: 1) implementar experimentos de tripla ressonância (REDOR, CODEX, etc.); 2) implementar experimentos de RQN dedicados à computação quântica; e 3) no futuro, adquirir um magneto blindado de até 14 T para utilizá-lo com o console agora solicitado, para realizar a maioria dos experimentos de RMN disponíveis para o estudo de materiais no estado sólido com maior sensibilidade e aumentar nossas perspectivas na área de computação quântica.Item Caracterização de materiais, espectroscopia in vivo e implementação de novas técnicas experimentais utilizando-se espectroscopia de alta resolução por ressonância magnética nuclear(2017-05-30) Bonagamba, Tito JoseCaracterização de materiais (polímeros condutores, silício amorfo, materiais cerâmicos, zeólitas, papéis, ácidos húmicos, etc.) utilizando-se Espectroscopia de Alta Resolução em sólidos, estudo de processos químicos em sistemas biológicos utilizando-se espectroscopia "in vivo" e implementação de novas técnicas experimentais (espectroscopia bidimensional e rotação da amostra em torno do ângulo mágico com velocidade variável).Item Estudos de propriedades estruturais e dinâmicas de materiais amorfos e nano-estruturados por técnicas de ressonância magnética(2017-05-16) Gonzalez, Jose Pedro DonosoEste projeto consiste em dois subprojetos que utilizam as técnicas da ressonância magnética (nuclear e eletrônica) para (1) caracterizar a simetria local de centros paramagnéticos em materiais nano-estruturados e (2) investigar os mecanismos de transporte em condutores iônicos vítreos e poliméricos. A proposta do primeiro sub-projeto envolve o estudo de dois materiais nano-estruturados, uma argila laminar (bentonita) na qual é intercalado o íon Cu(II) complexado com uma amina ou com uma porfirina, e de uma série de nano-estruturas baseadas em óxido de vanádio (nano-tubos e nano-orquídeas). O segundo sub-projeto envolve o estudo de uma série de eletrólitos poliméricos com base em quitosana e contendo um ácido fraco para promover a condução protônica e os vidros e vitro-cerâmicas fluorosilicatos SiO2 - PbF2 - CdF2. Os objetivos gerais destes estudos são caraterizar as dinâmicas dos íons responsáveis pela condutividade observada, identificar as interações dominantes e determinar os mecanismos de relaxação. Tanto os eletrólitos poliméricos como os condutores iônicos vítreos são sistemas de uma considerável complexidade devido ao fato de que as dinâmicas iônicas ocorrem em meios desordenados. Tentaremos correlacionar as propriedades macroscópicas (como a condutividade) com as informações dinâmicas obtidas dos estudos de RMN em função da temperatura.Item Estudos das propriedades de transporte de condutores iônicos vítreos e poliméricos por técnicas de ressonância magnética(2017-05-16) Gonzalez, Jose Pedro DonosoO objetivo deste Projeto é pesquisar os mecanismos de transporte em condutores iônicos vítreos e poliméricos, utilizando técnicas de ressonância magnética (nuclear e eletrônica). Os objetivos específicos são: identificar as interações dominantes (magnéticas e/ou elétricas), investigar os mecanismos de transporte e a dinâmica macromolecular em novos condutores iônicos poliméricos preparados com polímeros naturais (eletrólitos poliméricos) e os mecanismos de transporte em vidros oxifluoretos e suas vitro-cerâmicas. Nestes últimos materiais investigaremos os caminhos de migração iônica, analisaremos a dinâmica dos íons responsáveis pela condutividade, determinando seus parâmetros dinâmicos (energias de ativação, tempos de correlação, coeficiente de difusão e número efetivo de íons que participam no processo de condução iônica). Tanto os eletrólitos poliméricos como os condutores iônicos vítreos são sistemas de uma considerável complexidade devido ao fato de que as dinâmicas iônicas ocorrem em meios desordenados. Tentaremos correlacionar as propriedades macroscópicas (como a condutividade) e as propriedades estruturais com as informações microscópicas obtidas dos estudos de RMN. Estes materiais destacam-se pela sua potencial utilização em dispositivos tecnológicos, como sensores de gases, eletrólitos sólidos em baterias, supercapacitores e dispositivos eletrocrômicos. A sonda de RMN que estamos solicitando neste Pedido de Auxílio permitirá realizar pesquisas nos cientificamente interessantes e tecnologicamente importantes condutores iônicos de lítio e sódio.Item Estudo das propriedades de transporte em condutores iônicos (vítreos e poliméricos) e em compostos de intercalação, por técnicas de ressonância magnética(2017-05-16) Gonzalez, Jose Pedro DonosoO objetivo deste Projeto é pesquisar os mecanismos de transporte fônico, identificar as interações e os mecanismos de relaxação dominantes (magnéticas e/ou elétricas) e determinar parâmetros dinâmicos, em condutores iônicos e sistemas de baixa dimensionalidade, utilizando técnicas de ressonância magnética (nuclear e eletrônica). Os objetivos específicos são investigar os mecanismos de transporte e a dinâmica macromolecular em novos condutores iônicos poliméricos (eletrólitos poliméricos); a dinâmica iônica e molecular das espécies inseridas em matrices inorgânicas (compostos de intercalação); e os mecanismos de transporte em vidros oxifluoretos e suas vitro-cerâmicas (que são sistemas nanocopósitos). Estes sistemas são de uma considerável complexidade devido ao fato de que as dinâmicas iônicas e moleculares ocorrem em meios desordenados e/ou de dimensionalidade reduzida. Nestes materiais investigaremos os caminhos de migração iônica, analisaremos a dinâmica dos íons responsáveis pela condutividade determinando seus parâmetros dinâmicos (energias de ativação, tempos de correlação, coeficiente de difusão e número efetivo de íons que participam no processo de condução iônica) e tentaremos correlacionar as propriedades macroscópicas (como a condutividade) e as propriedades estruturas com as informações microscópicas obtidas dos estudos de RMN. Estes materiais destacam-se pela sua potencial utilização em dispositivos tecnológicos, como sensores de gases, eletrólitos em baterias recarregáveis, músculo artificial, supercapacitores e dispositivos eletrocrômicos (caso dos eletrólitos poliméricos), eletrodos em baterias de estado sólido (caso dos compostos de intercalação) e como fibras óticas, conversores de freqüência, amplificadores ópticos e chaves fotônicas (caso dos vidros e vitro cerâmicas).Item Interação de proteínas com modelos de microdomínios lipídicos e membranas biológicas(2017-05-16) Munte, Claudia ElisabethMicrodomínios lipídicos são subdomínios específicos da membrana plasmática, ricos em fosfolipídios saturados, esfingolipídios e colesterol. Possuem um papel importante em uma série de processos biológicos, em especial no transporte e movimento intracelular e na transdução de sinal. Proteínas específicas poderão se ligar permanentemente (por ex. Caveolina) ou temporariamente (por ex. TNFR-1) a esses domínios, como mecanismo regulatório de sua atividade biológica. Microdomínios são, também, sítios preferenciais para a formação de formas patológicas do peptídeo beta-amilóide (Abeta) associado à doença de Alzheimer. Um bom modelo de microdomínios pode ser obtido através da associação de lipídios de cadeia longa e cadeia curta em proporções específicas de forma a obter bicelas. O modelo pode ser aprimorado se dopado com esfingolipídios e colesterol. Bicelas tendem a se orientar em campos magnéticos fortes, sendo que uma isotropia magnética pode ser obtida para bicelas pequenas em determinadas faixas de temperatura. Nesse projeto serão produzidas pequenas bicelas, compostas de fosfolipídios saturados de cadeia curta e longa, sem ou com colesterol e esfingomielina. As amostras serão caracterizadas com auxílio das técnicas de Ressonância Magnética Nuclear de alta resolução (1H e 31P) e de Ressonância Paramagnética Eletrônica, em diferentes temperaturas e concentrações. Sua integridade e homogeneidade estrutural deverá ser comprovada por microscopia eletrônica e/ou microscopia de força atômica. A utilização dessas bicelas magneticamente isotrópicas, como modelo de membranas ou microdomínios lipídicos, dar-se-á em estudos de interação com proteínas e peptídeos. Duas potenciais candidatas a esses estudos são as diferentes variantes do peptídeo Abeta da doença de Alzheimer, e as proteínas intracelulares transportadoras de ácidos graxos FABPs (Fatty Acid Binding Proteins).Item Materiais híbridos luminescentes baseados em moléculas emissoras incorporadas em matrizes inorgânicas(2017-05-15) Bernardez, Andréa Simone Stucchi de Camargo AlvarezMateriais híbridos luminescentes baseados em matrizes inorgânicas incorporadas com espécies moleculares emissoras tais como complexos de metais lantanídeos e/ou de transição, e corantes orgânicos, têm despertado crescente interesse para aplicações médicas, biológicas e tecnológicas (lasers, sensores, guias de onda, OLEDs, etc). O desempenho destes materiais é influenciado pela eficiência de incorporação e distribuição das espécies emissivas, por sua estabilidade frente à exposição a meios externos, e pelo ambiente químico em que se inserem nas matrizes. Assim, além da otimização dos procedimentos de obtenção e da detalhada caracterização fotofísica dos materiais finais e seus precursores, faz-se útil também compreender as características estruturais dos mesmos e correlacioná-las com suas propriedades. Neste sentido, nossa proposta de estudo é bastante abrangente, uma vez que somente desta maneira se pode almejar um entendimento compreensivo dos materiais do ponto de vista científico, com vistas às aplicações. Este projeto de pesquisa é focado na obtenção e caracterizações convencionais e espectroscópicas (ópticas e por RMN e EPR de estado sólido) de matrizes mesoporosas de sílica ou organosilica incorporadas com complexos de metais lantanídeos (Eu3+, Tb3+, Nd3+, Er3+, Yb3+) e de transição (Ir3+), e de corantes orgânicos como a Rodamina (Rh6G). Utilizando-se, por exemplo, da metodologia sol-gel, diversas abordagens são utilizadas para imobilizar as espécies luminescentes nos poros das matrizes. Além da caracterização fotofísica, que inclui a determinação de rendimentos quânticos e cálculos de estrutura eletrônica e transferência de energia, técnicas de RMN de alta resolução em sólidos são empregadas para investigar a formação da rede hospedeira pré- e pós-inserção, o caráter de ligação hóspede-hospedeiro e a quantificação das espécies opticamente ativas.Item Métodos de ressonância magnética para aplicações em computação quântica(2017-05-15) Azevêdo, Eduardo Ribeiro deO objetivo do projeto é o desenvolvimento, adaptação implementação de métodos de ressonância magnética nuclear (RMN) destinados à aplicações em computação quântica e informação quântica. Pretende-se realizar estudos específicos, como o desenvolvimento de seqüências de pulsos destinadas a execução de tomografia da matriz densidade, portas lógicas e algoritmos quânticos. Tais operações deverão ser implementadas em sistemas com spins nucleares 3/2 (2 qbits) e 7/2 (3 qbits) diluídos em matrizes líquido cristalinas, e também em sistemas de spins 1/2 acoplados (2 qbits). Com isso pretende-se contribuir com novos métodos que possam ser utilizados para implementar adequadamente operações lógicas utilizando a RMN, estudar efeitos de descoerência e dissipação nestes sistemas, além de estudar a possibilidade de se utilizar a RMN na realização de operações lógicas quânticas mais complexas.Item Dinâmica e estrutura de sistemas poliméricos estudados por ressonância magnética nuclear(2017-05-15) Azevêdo, Eduardo Ribeiro deEste projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento e a utilização da Ressonância Magnética Nuclear ao estudo de classe materiais que se enquadram no que é usualmente como matéria mole ("Soft Matter") com interesse tecnológico. Os estudos a serem realizados se dividem fundamentalmente em três temas principais: i) estudos de dinâmica e estrutura de polímeros luminescentes e correlação com propriedades ópticas e elétricas; ii) estudos de estrutura e dinâmica de sistemas baseados em polímeros elastoméricos e sistemas relacionados; iii) desenvolvimento de metodologias de RMN adequados para os estudos propostos. Nos estudos serão utilizados métodos modernos de RMN de alta e baixa resolução, capazes de obter informações específicas sobre os materiais em estudo. Além disso, o projeto também contempla a instalação de um laboratório de RMN de baixo campo no grupo de Ressonância Magnética Nuclear do IFSC exclusivamente dedicado a aplicações a sistemas de matéria mole, incluindo um aparato experimental que permita executar simultaneamente experimentos de espectroscopia óptica e RMN de baixo campo.