Laboratório Nacional
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CIÊNCIA

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Nanomedicamento contra o vitiligo

Teste in-vitro bem-sucedido mostra potencial para novo tratamento

O vitiligo é uma doença caracterizada pela perda da pigmentação da pele devido à morte de células chamada melanócitos, responsáveis pela produção da melanina. Essa doença atinge até 1% da população mundial e tratamentos atuais não são efetivos e exibem diversos efeitos colaterais.

Segundo a teoria mais aceita, a doença resulta de uma reação autoimune, isto é, da ação do sistema de defesa do corpo contra suas próprias células. Sabe-se que uma das proteínas que participa da síntese da melanina, chamada TyRP-1, também funciona como antígeno de diferenciação dos melanócitos. Isso significa que a proteína serve de dedo-duro, apontando os melanócitos para que sejam atacados pelo sistema imune. Por isso, uma possível estratégia para frustrar a progressão da doença é impedir a produção da proteína TyRP-1.

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A biodiversidade da Amazônia aplicada na produção de bioetanol de segunda geração

Enzima extraída de microrganismos de lago amazônico demonstra potencial no processo industrial de produção de biocombustíveis

O crescente entendimento de que a elevação na temperatura média do planeta tem sido causada pela ação humana intensificou nos últimos anos a busca por fontes de energia limpa, renovável e barata. Uma dessas fontes alternativas são os biocombustíveis da chamada segunda geração, produzidos a partir dos resíduos da agricultura, como palha e bagaço de cana, que são compostos principalmente por celulose. A produção do etanol de segunda geração, por exemplo, passa pela quebra dessa celulose em açucares mais simples com a utilização de diversas enzimas, com posterior fermentação em etanol.

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Nanotecnologia na fertilização de plantas

Pesquisa investiga mecanismo de absorção e transporte de nanopartículas de zinco

Na produção agrícola, diversos dos nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes. Alguns nutrientes, como fósforo ($\rm P$) e potássio ($\rm K$), são necessários em grandes quantidades, mas obtidos de fontes minerais limitadas. Outros – como manganês ($\rm Mn$), cobre ($\rm Cu$) ou zinco ($\rm Zn$) – são necessários apenas em pequenas quantidades e sua aplicação excessiva pode ser tóxica para as plantas ou para importantes microrganismos presentes no solo.

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Reciclagem de poluentes para a produção de combustíveis alternativos

Pesquisa analisa a desativação de catalisadores de níquel na reforma a seco do metano

O gás hidrogênio ($\rm H_2$) é uma das melhoras alternativas aos combustíveis fósseis já que sua combustão tem como produto final apenas vapor de água. Uma forma promissora de se produzir hidrogênio é a partir do chamado biogás: metano ($\rm CH_4$) e gás carbônico ($\rm CO_2$) originado na fermentação de matéria orgânica em ambientes anaeróbicos, como aterros sanitários.

Um dos processos possíveis para essa transformação é a reforma a seco do metano (DRM, na sigla em inglês), em que se faz com que o $\rm CO_2$ e o $\rm CH_4$ contidos no biogás reajam (na presença de um catalisador) produzindo uma mistura de $\rm H_2$ e monóxido de carbono ($\rm CO$) conhecida como gás de síntese.

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Estrutura e Atividade Catalítica de Nanopartículas de Cobre

Pesquisa investiga o efeito da adição de ceria na atividade de catalisadores para a reação de deslocamento gás-água

Catalisadores são substâncias que promovem e aceleram reações químicas sem serem consumidos durante o processo e são amplamente empregados em processos industriais na produção de diversos produtos químicos.

Em especial, catalisadores baseados em nanopartículas de cobre dispersados em um suporte de óxido beneficiam diversas reações, como a síntese de metanol, a desidrogenação de álcoois, ou a reação de deslocamento gás-água (water gas shift ou WGS) que é uma das principais reações para produção de hidrogênio em escala industrial. Nela, monóxido de carbono reage com vapor de água produzindo gás carbônico ($\rm CO_2$) e hidrogênio ($\rm H_2$).

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Desvendando propriedades eletrônicas de compostos actinídeos

Pesquisa demonstra uma forma direta e seletiva para investigação dos orbitais 5f, 6d e sua hibridação

Actinídeos são uma série de elementos químicos que constituem a base da tecnologia de fissão nuclear, encontrando aplicações em áreas estratégicas como a geração de energia, exploração espacial, diagnósticos e tratamentos médicos, e também em alguns vidros especiais. Tório (Th) e Urânio (U) são os actinídeos mais abundantes na crosta terrestre.

A compreensão mais profunda das propriedades do Urânio e de outros actinídeos é necessária não só para sua utilização mais eficiente em aplicações existentes como também para a proposição de novas formas para seu uso. No entanto, a dificuldade em se manipular esses materiais de forma segura faz com que suas propriedades ainda permaneçam relativamente desconhecidas em comparação com elementos mais leves.

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NOVOS CATALISADORES PARA A SÍNTESE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

Pesquisa propõe novo mecanismo para a reação de homoacoplamento C-C do tipo-Suzuki catalisada por nanocubos de paládio

A produção de compostos químicos a partir de moléculas orgânicas mais simples é de grande importância para diversos processos industriais. Ela se baseia na ligação entre carbonos dos compostos orgânicos precursores, auxiliada por catalisadores (tipicamente, metais de transição). Essas reações permitem a obtenção de substâncias naturais e sintéticas para desenvolvimento de novos materiais, como polímeros e fármacos.

Em especial, as chamadas reações de acoplamento cruzado carbono-carbono (C-C), em que duas moléculas precursoras diferentes são ligadas para formar o composto químico final, são de tamanha importância que seu desenvolvimento rendeu aos pesquisadores Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi e Akira Suzuki o prêmio Nobel de química de 2010.

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Oxigênio e a Degradação do Fósforo Negro

Pesquisa investiga o impacto da oxidação sobre propriedades eletrônicas e vibracionais

Semicondutores são uma classe de materiais essenciais para a indústria eletrônica. Eles possuem propriedades intermediárias entre condutores e isolantes, que podem ser modificadas pela dopagem com diferentes elementos químicos ou pela aplicação de campos elétricos ou luz.

O fósforo negro é uma forma estável de fósforo cuja estrutura cristalina é composta pelo empilhamento de camadas finas bidimensionais, com apenas um átomo de espessura. Este material possui grande potencial para ser usado em dispositivos eletrônicos na escala nanométrica devido a suas propriedades semicondutoras, que podem ser ajustadas de acordo com a necessidade a partir do número de camadas atômicas.

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Novos Catalisadores para a Produção de Hidrogênio

Pesquisa analisa catalisadores de molibdênio dopados com metais de transição

O gás hidrogênio ($\rm H_2$) é uma das melhoras alternativas aos combustíveis fósseis já que sua combustão tem como produto final apenas vapor de água. No entanto, diversos desafios tecnológicos ainda precisam ser superados para que seu uso seja economicamente viável.

Uma das formas de se produzir o hidrogênio é a partir da quebra de moléculas de água $\rm H_2O$, com formação de moléculas de $\rm H_2$. A principal reação nesse processo é a Reação de Evolução do Hidrogênio (HER, na sigla em inglês) em que os prótons em um meio ácido são reduzidos e formam gás hidrogênio por elétrons passados através de catalisadores.

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Aprimorando o Tratamento de Efluentes Industriais

Pesquisa desvenda o mecanismo do efeito de memória de hidróxidos duplos lamelares (LDH)

Corantes sintéticos são utilizados constantemente nas mais diversas industrias, da têxtil à cosmética. Tanto a produção quanto utilização dessas substâncias podem levar a problemas ambientais caso não sejam devidamente degradados ou removidos dos efluentes industriais. Para isso, vários processos físicos, químicos ou biológicos podem ser utilizados. Dentre eles, os processos de adsorção combinam baixo custo e altas taxas de remoção.

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