Fluido imprimível bioinspirado no mecanismo de iridescência de peixes do gênero Paracheirodon

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Karina Maria de Souza
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
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Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40031
Resumo: OLIVEIRA, Petrus D'Amorim Santa Cruz também é conhecido em citações bibliográficas por: SANTA-CRUZ, Petrus D'Amorim
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Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40031ark:/64986/0013000000c4tOLIVEIRA, Petrus D'Amorim Santa Cruz também é conhecido em citações bibliográficas por: SANTA-CRUZ, Petrus D'AmorimEsta tese teve como objetivo o desenvolvimento de fluidos imprimíveis bioinspirados em mecanismos de iridescência de peixes do gênero Paracheirodon, endêmico da Bacia Amazônica, para impressão por tecnologia de Drop-on-Demand (DoD), utilizando-se uma impressora de materiais. A iridescência da faixa lateral desses peixes apresenta variação de cor em função de estímulos que provocam mudanças na distribuição de nanoestruturas presentes em células iridóforas, identificadas como cristais de guanina. Foram realizados experimentos envolvendo estudo comportamental e de análise da banda lateral dos peixes alimentados com náuplios de artêmias salinas utilizadas para vetorização de fármacos com atividade neurológica, inicialmente a Olanzapina. Apesar da literatura apontar como causa da variação de cor da faixa lateral desses peixes as variações de distância entre os planos cristalinos da guanina devido à variação da pressão osmótica no interior dos iridóforos em função da abertura e fechamento de canais iônicos, imagens de microscopia de força atômica e do comportamento da cor nos experimentos e após óbito do animal mostraram que há indícios de que o a causa da cor parece estra associada a mecanismos de ordem-desordem dos cristais de guanina atuando como cristais fotônicos. Com base nesta observável, o principal objetivo deste trabalho foi a otimização de fluidos à base de guanina, para cristalização após impressão camada por camada (LbL, layer-by-layer) por tecnologia DoD. Tentou-se cultivar as células iridóforas de peixes da espécie Paracheirodon axelrodi, iniciando-se com a dissociação celular da sua faixa lateral, e foi constatada a complexidade para o cultivo das células iridóforas utilizando-se uma incubadora de CO2. Com as dificuldades do cultivo das células para utilização em fluidos imprimíveis, decidiu-se o desenvolvimento de fluidos bioinspirados no mecanismo de iridescência desses peixes. Para isso, foram estabelecidas as condições ideais para a composição de um fluido transportador de núcleos de cristalização de guanina, otimizado pela avaliação das suas coordenadas em relação à região de imprimibilidade, através do cálculo de parâmetros de microfluídica, como os Números de Reynolds (Re), Weber (We) e Ohnesorge (Oh), definindo-se parâmetros de impressão a partir do monitoramento de imagens de formação das gotas por câmera estroboscópica drop watcher, embarcada na impressora DoD. A partir de guanina comercial em pó, foram sintetizados e caracterizados por MEV e DRX microcristais de guanina, e os menores filtrados foram utilizados como parte ativa na composição do fluido a ser impresso, ajustado com monoetilenoglicol (MEG). Os filmes impressos tiveram os cristais crescidos em processo pós-impressão, apresentando iridescência.CAPESThis thesis aimed at the development of printable fluids bioinspired in mechanisms of Iridescence of fishes from the Paracheirodon genus, endemic of the Amazon Basin, for printing by Drop-on-Demand (DoD) technology, using a material printer. The iridescence of the lateral band of these fishes presents color variation as a function of stimuli that cause changes in the distribution of nanostructures present in iridophore cells, identified as guanine crystals. Experiments were performed involving a behavioral study and analysis of the lateral band of fish fed with nauplii of saline artermias used for vectorization of drugs with neurological activity, initially olanzapine. Although the literature points out as the cause of the color variation of the lateral band of these fish the variations of distance between the crystalline planes of guanine due to the variation of osmotic pressure inside the iridophores as a function of the opening and closing of ionic channels, images of atomic force microscopy and the behavior of color in the experiments and after death of the animal showed that there are indications that the cause of color seems to be associated with an order-disorder mechanisms of guanine crystals acting as photonic crystals. Based on this observation, the main objective of this work was the optimization of a guanine-based fluid for crystallization after the printing layer-by-layer (LbL, layer-by-layer) by DoD technology. An effort was made to cultivate the iridophore cells of fish of the Paracheirodon axelrodi species, starting with the cell dissociation of its lateral band, and the complexity for the cultivation of iridophore cells using a CO2 incubator was verified. Due to the difficulties of cell culture for use in printable fluids, it was decided to develop fluids bioinspired in the iridescence mechanism of these fish. For this purpose, the ideal conditions were established for the composition of a fluid carrier of guanine crystallization nuclei, optimized by the evaluation of its coordinates concerning the printability region, through the calculation of microfluidic parameters, such as the Reynolds (Re), Weber (We) and Ohnesorge (Oh) numbers, defining print parameters from the monitoring of the droplet formation images by Drop Watcher stroboscopic camera, embedded in the DoD printer. From commercial guanine powder, it was synthesized and characterized by MEV and DRX microcrystals of guanine, and the smallest ones were filtered and used as an active part in the composition of the fluid to be printed, adjusted with monoethylene glycol (MEG). The printed films had the crystals grown in a post-printing process, showing iridescence.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMateriais não metálicosGuaninaBioinspiraçãoImpressão DoD de MateriaisFluido imprimível bioinspirado no mecanismo de iridescência de peixes do gênero Paracheirodoninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTTESE Karina Maria de Souza Silva.pdf.txtTESE Karina Maria de Souza Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain125422https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40031/4/TESE%20Karina%20Maria%20de%20Souza%20Silva.pdf.txt1cc2dff3b263d391654a58fac1c9711dMD54THUMBNAILTESE Karina Maria de Souza Silva.pdf.jpgTESE Karina Maria de Souza Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1193https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40031/5/TESE%20Karina%20Maria%20de%20Souza%20Silva.pdf.jpgb4c0e26dd829e8c9f3ee2353f152f28dMD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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