Publicação
Filmes de Poli(álcool vinílico) e grafeno para aplicações biomédicas
| Resumo: | Em engenharia um dos maiores desafios é compreender como é que os materiais podem ser aplicados no corpo humano de forma a imitá-lo ou estimulá-lo e auxiliar na recuperação do seu normal funcionamento. O poli(álcool vinílico) (PVA) é um polímero utilizado numa vasta gama de aplicações, incluindo aplicações biomédicas, devido às suas propriedades físicas, químicas e mecânicas. No entanto, a higroscopicidade do PVA e a sua solubilidade em meio aquoso têm limitado as suas aplicações biomédicas. Assim, o principal objetivo deste trabalho consistiu em desenvolver estratégias adequadas para diminuir a sua solubilidade em água. Neste trabalho foram investigadas duas metodologias com o intuito de aumentar a estabilidade de filmes de PVA em meio aquoso: a reticulação molecular e o aumento de cristalinidade. Assim, tentou-se reticular o PVA recorrendo ao agente reticulante de origem natural Genipin. Por outro lado, recorreu-se a diferentes tratamentos térmicos, designadamente recozimentos e ciclos de congelamento-descongelamento, para aumentar o grau de cristalinidade do PVA. A aplicação de cargas em polímeros, com por exemplo o grafeno, tem atraído a atenção de investigadores que procuram a produção de materiais compósitos com propriedades superiores, sobretudo mecânicas, elétricas e térmicas. Como existem alguns estudos que mostram que o grafeno também pode melhorar a resposta celular quando é utilizado como reforço em compósitos para aplicações biomédicas, foram produzidos filmes compósitos de PVA com diferentes percentagens de grafeno. Posteriormente, foi analisado o efeito das diferentes metodologias de estabilização nos filmes de PVA e nos compósitos, ambos produzidos por evaporação por solvente. Os filmes de PVA e de PVA com grafeno sujeitos aos diferentes métodos de estabilização foram posteriormente analisados por termogravimetria (TGA), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), análise mecânica dinâmica (DMA), espectroscopia de Raman, espetroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier (FTIR-ATR), microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e ensaios de solubilidade. Neste trabalho verificou-se um aumento da cristalinidade e consequentemente um aumento da estabilidade em meio aquoso das amostras estabilizadas por recozimento. Verificou-se ainda uma melhoria das propriedades das amostras onde se incorporou até 1 % de grafeno. Com estes resultados foi possível concluir que tanto o polímero como os compósitos sujeitos a recozimento apresentavam características adequadas a possíveis aplicações biomédicas como scaffolds. |
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| Autores principais: | Ferreira, Joana Margarida Ramos |
| Assunto: | Poli(álcool vinílico) Estabilização Grafeno Genipin Recozimento Congelamento-descongelamento Polyvinyl alcohol Stabilization Graphene Annealing Freeze-thawing |
| Ano: | 2021 |
| 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: | Em engenharia um dos maiores desafios é compreender como é que os materiais podem ser aplicados no corpo humano de forma a imitá-lo ou estimulá-lo e auxiliar na recuperação do seu normal funcionamento. O poli(álcool vinílico) (PVA) é um polímero utilizado numa vasta gama de aplicações, incluindo aplicações biomédicas, devido às suas propriedades físicas, químicas e mecânicas. No entanto, a higroscopicidade do PVA e a sua solubilidade em meio aquoso têm limitado as suas aplicações biomédicas. Assim, o principal objetivo deste trabalho consistiu em desenvolver estratégias adequadas para diminuir a sua solubilidade em água. Neste trabalho foram investigadas duas metodologias com o intuito de aumentar a estabilidade de filmes de PVA em meio aquoso: a reticulação molecular e o aumento de cristalinidade. Assim, tentou-se reticular o PVA recorrendo ao agente reticulante de origem natural Genipin. Por outro lado, recorreu-se a diferentes tratamentos térmicos, designadamente recozimentos e ciclos de congelamento-descongelamento, para aumentar o grau de cristalinidade do PVA. A aplicação de cargas em polímeros, com por exemplo o grafeno, tem atraído a atenção de investigadores que procuram a produção de materiais compósitos com propriedades superiores, sobretudo mecânicas, elétricas e térmicas. Como existem alguns estudos que mostram que o grafeno também pode melhorar a resposta celular quando é utilizado como reforço em compósitos para aplicações biomédicas, foram produzidos filmes compósitos de PVA com diferentes percentagens de grafeno. Posteriormente, foi analisado o efeito das diferentes metodologias de estabilização nos filmes de PVA e nos compósitos, ambos produzidos por evaporação por solvente. Os filmes de PVA e de PVA com grafeno sujeitos aos diferentes métodos de estabilização foram posteriormente analisados por termogravimetria (TGA), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), análise mecânica dinâmica (DMA), espectroscopia de Raman, espetroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier (FTIR-ATR), microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e ensaios de solubilidade. Neste trabalho verificou-se um aumento da cristalinidade e consequentemente um aumento da estabilidade em meio aquoso das amostras estabilizadas por recozimento. Verificou-se ainda uma melhoria das propriedades das amostras onde se incorporou até 1 % de grafeno. Com estes resultados foi possível concluir que tanto o polímero como os compósitos sujeitos a recozimento apresentavam características adequadas a possíveis aplicações biomédicas como scaffolds. |
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