Publicação
Eletrospinning de nanofibras híbridas para geração de energia
| Resumo: | Este trabalho, teve como objetivo, a produção de biomateriais híbridos compostos pelo biopolímero PLLA e por aminoácidos/dipéptido quirais, usando a técnica de electrospinning. Os aminoácidos selecionados foram o Boc-L-para-nitrofenilalanina (Boc-pNPhe) e o Boc-L-tirosina (Boc-Tyr) e o dipéptido Boc-L-para-nitrofenilalanil-L-Tirosina (Boc-pNPhe-Tyr). Este último, apresenta a particularidade de se auto-organizar em várias nanoestruturas, como nanoesferas (NS), nanotubos (NT), nanofitas (NTps) e nanofios (NW). A propriedade de quiralidade, intrínseca a estes aminoácidos e dipéptido, confere-lhes propriedades físicas anisotrópicas, como a piezoeletricidade e piroeletricidade. Estes aminoácidos e dipéptido quirais foram avaliados quanto ao tipo de nanoestruturas formadas em solução, utilizando a técnica de DLS, além de espectroscopia de absorvância e fluorescência. Confirmou-se que o dipéptido em solução apresenta estruturas com confinamento quântico, como nanoesferas e nanotubos por absorvância. O aminoácido Boc-Tyr também evidenciou a presença de nanoestruturas com confinamento quântico, de menores dimensões, na forma de nanoesferas. Por outro lado, o aminoácido Boc-pNPhe não evidenciou, no espectro de absorvância, a formação de nanoestruturas com confinamento quântico. Estes materiais foram incorporados em nanofibras de PLLA, obtidas pela técnica de electrospinning e avaliadas estruturalmente por espectroscopia Raman e FTIR-ATR, e morfologicamente por microscopia eletrónica de varrimento (MEV). As imagens de MEV revelaram nanofibras com boa morfologia e diâmetros médios uniformes. Nas nanofibras contendo o dipéptido Boc-pNPhe-Tyr, observou-se a presença de nanoestruturas sob a forma de nanotubos no interior das nanofibras. As nanofibras foram também caracterizadas por espectroscopia de impedância, em função da temperatura e frequência, de forma a avaliar as propriedades dielétricas e foi medida a sua piroeletricidade. A amostra L1 foi a que teve melhor resposta piroelétrica. A resposta piezoeléctrica das nanofibras híbridas com o dipéptido apresentou o maior valor de coeficiente piezoelétrico (73,47 pC/N), sendo possível afirmar que as nanoestruturas tubulares formadas pelo dipéptido contribuíram para uma melhoria na resposta piezoeléctrica do polímero PLLA (64,71 pC/N). Estas nanofibras apresentaram resultados relevantes, em linha com biomateriais similares previamente reportados pelo grupo de investigação, onde este trabalho se insere, revelando um elevado potencial para aplicações em biotecnologia e produção de energia à nanoescala. |
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| Autores principais: | Ferreira, Luís Filipe Dias |
| Assunto: | Aminoácidos Dipéptido Confinamento quântico Piezoeletricidade Piroeletricidade Dielétricas Amino acids Dipeptide Quantum confinement Piezoelectricity Pyroelectricity Dielectric |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Este trabalho, teve como objetivo, a produção de biomateriais híbridos compostos pelo biopolímero PLLA e por aminoácidos/dipéptido quirais, usando a técnica de electrospinning. Os aminoácidos selecionados foram o Boc-L-para-nitrofenilalanina (Boc-pNPhe) e o Boc-L-tirosina (Boc-Tyr) e o dipéptido Boc-L-para-nitrofenilalanil-L-Tirosina (Boc-pNPhe-Tyr). Este último, apresenta a particularidade de se auto-organizar em várias nanoestruturas, como nanoesferas (NS), nanotubos (NT), nanofitas (NTps) e nanofios (NW). A propriedade de quiralidade, intrínseca a estes aminoácidos e dipéptido, confere-lhes propriedades físicas anisotrópicas, como a piezoeletricidade e piroeletricidade. Estes aminoácidos e dipéptido quirais foram avaliados quanto ao tipo de nanoestruturas formadas em solução, utilizando a técnica de DLS, além de espectroscopia de absorvância e fluorescência. Confirmou-se que o dipéptido em solução apresenta estruturas com confinamento quântico, como nanoesferas e nanotubos por absorvância. O aminoácido Boc-Tyr também evidenciou a presença de nanoestruturas com confinamento quântico, de menores dimensões, na forma de nanoesferas. Por outro lado, o aminoácido Boc-pNPhe não evidenciou, no espectro de absorvância, a formação de nanoestruturas com confinamento quântico. Estes materiais foram incorporados em nanofibras de PLLA, obtidas pela técnica de electrospinning e avaliadas estruturalmente por espectroscopia Raman e FTIR-ATR, e morfologicamente por microscopia eletrónica de varrimento (MEV). As imagens de MEV revelaram nanofibras com boa morfologia e diâmetros médios uniformes. Nas nanofibras contendo o dipéptido Boc-pNPhe-Tyr, observou-se a presença de nanoestruturas sob a forma de nanotubos no interior das nanofibras. As nanofibras foram também caracterizadas por espectroscopia de impedância, em função da temperatura e frequência, de forma a avaliar as propriedades dielétricas e foi medida a sua piroeletricidade. A amostra L1 foi a que teve melhor resposta piroelétrica. A resposta piezoeléctrica das nanofibras híbridas com o dipéptido apresentou o maior valor de coeficiente piezoelétrico (73,47 pC/N), sendo possível afirmar que as nanoestruturas tubulares formadas pelo dipéptido contribuíram para uma melhoria na resposta piezoeléctrica do polímero PLLA (64,71 pC/N). Estas nanofibras apresentaram resultados relevantes, em linha com biomateriais similares previamente reportados pelo grupo de investigação, onde este trabalho se insere, revelando um elevado potencial para aplicações em biotecnologia e produção de energia à nanoescala. |
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