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Tipo do documento: Dissertação
Título: A SÍNTESE VERDE DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS COMO UMA PRÁTICA DE ENSINO
Autor: Schram, Marcelo 
Primeiro orientador: Castro, Eryza Guimarães de
Primeiro coorientador: Takata, Neide Hiroko
Resumo: A dissertação de mestrado que se apresenta tem como foco a síntese verde de nanopartículas de metálicas sob a forma de uma metodologia para o ensino de nanociências e nanotecnologia. Inicialmente a síntese de nanopartículas metálicas foi estudada a partir do extrato vegetal das cascas do pinhão como agente redutor e estabilizante, em vistas de promover a substituição dos tradicionais reagentes empregados na síntese destas nanopartículas. A síntese de nanopartículas de prata e ouro foi realizada, portanto, através de compostos fenólicos extraídos de cascas de pinhões crus e cozidos. A caracterização das nanopartículas por espectrofotometria UV-Vis e espalhamento dinâmico de luz comprovou a formação das partículas de ouro e prata em dimensão nanométrica, permitindo vislumbrar a possibilidade de se utilizar o extrato aquoso da casca do pinhão como agente redutor no processo de síntese verde. Do mesmo modo, análises de potencial zeta comprovaram que os compostos fenólicos extraídos das cascas do pinhão estabilizaram as nanopartículas sintetizadas, evidenciando que o extrato vegetal desempenha duplo papel na síntese verde, como agente redutor e, ao mesmo tempo, como agente estabilizante. Adicionalmente, um estudo exploratório foi desenvolvido com vistas a compreender a influência dos parâmetros experimentais envolvidos na síntese verde, sendo testada a: influência da concentração dos precursores, do extrato vegetal e da proporção volumétrica entre precursor e extrato vegetal. Foi também avaliado o efeito de modificações no potencial hidrogeniônico (pH), na temperatura e tempo de síntese. De modo geral, o estudo permitiu elucidar como os parâmetros experimentais mencionados podem ser incorporados na síntese verde de nanopartículas metálicas. Fundamentando-se no procedimento adotado, procedeu-se a avaliação da síntese verde de nanopartículas metálicas a partir de métricas holísticas da química verde, especificamente a estrela verde e a matriz verde. A referida avaliação demonstrou o grau de verdura química da síntese verde, isto é, tornou evidente a forma como a síntese verde cumpre os princípios da química verde, além de expor possibilidades de mudanças em busca do aumento na verdura global do procedimento. Por fim, a metodologia de síntese verde foi transposta para a forma de um experimento didático e disponibilizado sob a forma de um roteiro experimental que pode ser consultado em abordagens do tema no contexto educacional. Adicionalmente, experimentos que ilustram as propriedades específicas das nanopartículas de prata e ouro, especificamente, e as propriedades da escala nanométrica, de modo geral, foram desenvolvidos e/ou adaptados e testados, sendo disponibilizados ao fim desta dissertação. Abordando a síntese verde de nanopartículas metálicas como uma prática de ensino de nanociências e nanotecnologia, esta dissertação materializa-se na forma de um conjunto de experimentos destinados a investigar e compreender propriedades específicas de algumas nanopartículas e da escala nanométrica. Desta forma, a síntese verde de nanopartículas metálicas é posta à disposição daqueles que se propõem a promover abordagens das nanociências e nanotecnologia de modo seguro, acessível e ambientalmente mais amigável, como ambicionou essa pesquisa.
Abstract: The master’s thesis that is here presented has the green synthesis of nanoparticles as a form of methodology for the teaching of nanoscience and nanotechnology as focus. Initially the synthesis of metallic nanoparticles was studied through the vegetable extract of pine nut shells as a reducing and stabilizing agent, viewing to promote the substitution of the traditional reagents used in the synthesis of these nanoparticles. The synthesis of silver and gold nanoparticles was performed, therefore, through phenolic compounds extracted from raw and cooked pine nut shells. The characterization of the nanoparticles through UV-Vis spectrophotometry and dynamic light scattering proved the formation of the gold and silver nanoparticles in a nanometer dimension, allowing a glimpse of the possibility of using the aqueous extract of the pine nut shell as a reducing agent in the process of green synthesis. In the same way, analysis of zeta potential proved that the phenolic compounds extracted from the pine nut shells stabilized the synthesized nanoparticles, evidencing that the vegetable extract plays a double role in green synthesis, as a reducing agent and, at the same time, as a stabilizing agent. Additionally, an explanatory study was developed viewing to comprehend the influence of the experimental parameters involved in green synthesis, testing: the influence of the concentration of the precursor, of the vegetable extract and of the volumetric proportion between precursor and vegetable extract. The effect of modifications in the hydrogen potential (pH), in temperature and time of synthesis was also evaluated. In a general sense, the study allowed us to elucidate how the experimental parameters mentioned can be incorporated in green synthesis of metallic nanoparticles. Founded in the adopted process, we proceeded to the evaluation of the green synthesis of metallic nanoparticles through holistic metrics of green chemistry, specifically the green star and the green matrix. The referred evaluation demonstrated the degree of chemical greenery in green synthesis, that is, it made the way that green synthesis meets the principles of green chemistry evident, besides exposing possibilities of changes in the pursuit of the increase of global greenery in the procedure. Lastly, the methodology of green synthesis was transposed into the shape of a didactic experiment and was made available in the form of an experimental script that can be consulted in approaches of the theme in an educational context. Additionally, experiments that illustrate the specific properties of the silver and gold nanoparticles, specifically, and the nanometer scale properties, in a general way, were developed and/or adapted and tested, having been made available at the end of this dissertation. Approaching green synthesis of metallic nanoparticles as a teaching practice of nanoscience and nanotechnology, this thesis comes to form in the shape of a set of experiments destined to investigate and comprehend specific properties of some nanoparticles and of the nanometer scale. This way, the green synthesis of metallic nanoparticles is made available to those that set out to promote nanoscience and nanotechnology approaches in a safe, accessible and environmentally friendlier way, as this research aspired.
Palavras-chave: ensino de nanotecnologia
nanotecnologia
nanopartículas metálicas
síntese verde
nanotechnology teaching
nanotechnology
metallic nanoparticles
green synthesis
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química (Mestrado)
Citação: Schram, Marcelo. A SÍNTESE VERDE DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS COMO UMA PRÁTICA DE ENSINO. 2021. 123 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1700
Data de defesa: 28-Mai-2021
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada

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