Filmes automontados baseados nos biopol?meros quitosana e col?geno com Carbon Quantum Dots com potenciais aplica??es tecnol?gicas

• Autor(a) principal: Pinto, Tarciane da Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFVJM
• Texto Completo: http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/1477
• topic: Carbon Dots; Layer-by-layer; Collagen; Chitosan; Quitosana; Col?geno

Neste trabalho, Carbon Dots (CDs) obtidos a partir de celulose de algod?o e contendo 4,5 mmol.g-1 de grupos funcionais ?cidos, dos quais 63 % exibiam pKas t?picos de ?cidos carbox?licos foram usados na prepara??o de filmes automontados com os biopol?meros quitosana (QT) e col?geno (CL) a fim de verificar a morfologia, espessura e intera??es moleculares entre os componentes. A quitosana usada apresentou um total de 4,2 mmolg-1 de grupos funcionais -NH2, correspondente a um grau de desacetila??o de ~70 %. Por outro lado, o col?geno hidrolisado apresentou diferentes grupos funcionais com acidez de Br?nsted, t?picos da presen?a de diferentes amino?cidos na estrutura. Todos os filmes finos foram preparados com a t?cnica de deposi??o camada por camada (do ingl?s: Layer-by-layer (LbL)) por meio de imers?o do substrato nas diferentes solu??es. Os materiais foram caracterizados por diferentes t?cnicas, incluindo Microscopia de For?a At?mica, Espectroscopia na regi?o do UV-Vis, Espectroscopia de Resson?ncia de Plasma de Superf?cie e Titula??o Calorim?trica. Em todas as condi??es experimentais utilizadas para o crescimento dos filmes, observou-se um crescimento linear da quantidade de material depositado com o n?mero de imers?es realizadas. No entanto, diferentes condi??es das solu??es dos biopol?meros e da suspens?o de Carbon Dots produziram filmes com espessura e morfologia diferentes. Nos filmes de QT/CDs a quantidade de nanopart?culas depositadas por bicamada, com solu??o de quitosana em pH = 3,5, pH = 5 e pH = 3,5 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram, respectivamente, 11 mg.m-2, 16 mg.m-2 e 24 mg.m-2 sendo as espessuras dos filmes, com 20 bicamadas, correspondentes a estas quantidades foram de 60, 150 e 200 nm. Este resultado ? atribu?do ao aumento da flexibilidade das cadeias polim?ricas dos biopol?meros, as quais est?o menos carregadas. Dessa forma, as cadeias podem apresentar conforma??es mais adequadas para recobrir eficientemente a estrutura das nanopart?culas quase esf?ricas. Al?m disso, o aumento da for?a i?nica da solu??o de Carbon Dots tamb?m contribui para o aumento de material depositado devido ? forma??o de aglomerados sob estas condi??es. Nos filmes de CL/CDs, a quantidade de nanopart?culas depositadas, com solu??o de col?geno em pH = 3,16, pH = 5 e pH = 3,16 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram 2,3 mg.m-2, 6,46 mg.m-2 e 6,41 mg.m-2, respectivamente. No entanto, a energia de intera??o, obtida por calorimetria isot?rmica, ? maior em pH baixo. Em geral, a quantidade de material depositado nos filmes de col?geno ? bem inferior ?s observadas para os filmes de QT/CDs e, consequentemente, filmes com espessuras entre 40 e 50 nm. Al?m disso, n?o foi observada varia??o significativa entre as massas depositadas nestes filmes com o aumento do pH e for?a i?nica. Estes resultados podem estar relacionados ? menor ?carga parcial positiva? sobre as cadeias da prote?na em rela??o a quitosana, observada pelos potenciais zeta nestas condi??es. Por fim, os resultados aqui apresentados sugerem que as estruturas dos filmes, isto ?, morfologia e espessura, podem ser facilmente controladas e reproduzidas manipulando-se as condi??es das solu??es dos biopol?meros, al?m do tradicional n?mero de imers?es. Em adi??o, o estudo pode contribuir para o desenvolvimento de uma nova classe de dispositivos de alto desempenho, como sensores e superf?cies fotoativas.