Mestrado em Química

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Acesso aberto (Open Access)
A promoção do pensamento crítico no ensino de química: uma revisão sistemática de literatura
(2025-01-28) Ribeiro, Mariana da Silva; Kiill, Keila Bossolani; Janerine, Aline de Souza; Furlani, Juliana Maria Sampaio
O pensamento crítico é essencial para a formação de cidadãos capazes de enfrentar os desafios do século XXI. No ensino de Ciências, especialmente no de Química, essa habilidade é central para o desenvolvimento da tomada de decisões informadas e da resolução de problemas complexos. Esta pesquisa teve como objetivo realizar uma revisão sistemática da literatura acadêmica sobre o pensamento crítico no ensino de Química, analisando suas características e tendências nos âmbitos nacional e internacional, além de identificar lacunas ainda existentes.A investigação baseou-se na metodologia PRISMA e contemplou publicações entre os anos de 2004 e 2024, com buscas realizadas nas bases Scopus, EBSCO, ERIC, Periódicos Capes, Dialnet e Scielo. Foram aplicados critérios PICOS, resultando em um total de 96 publicações selecionadas: 78 de periódicos internacionais e 18 nacionais. Os resultados indicam um crescimento significativo da produção após a pandemia de Covid-19, com destaque para Indonésia, Estados Unidos e Brasil como principais países contribuidores. As tendências mais recentes apontam para o uso de metodologias ativas e práticas pedagógicas inovadoras, como a aprendizagem baseada em problemas e a contextualização científica, evidenciando a relevância do pensamento crítico para a compreensão de conceitos complexos e o engajamento dos estudantes com problemas reais. Embora o Brasil esteja entre os três países com maior número de publicações, ainda se observam lacunas, especialmente no que se refere à formação docente e à adaptação de práticas pedagógicas às realidades locais. Torna-se, portanto, crucial investir em estudos voltados ao ensino de Química no Brasil, fortalecendo a integração entre teoria e prática e promovendo a qualificação dos professores. O crescente interesse pelo pensamento crítico, tanto em nível nacional quanto internacional, aponta para um movimento promissor. Consolidar essa habilidade exige a ampliação das pesquisas, investimentos na formação docente, adoção de metodologias inovadoras, bem como melhorias na infraestrutura escolar e nas condições de trabalho dos professores, com valorização profissional e planos de carreira adequados. Alinhar o ensino de Química às demandas contemporâneas é fundamental para a formação de cidadãos críticos, reflexivos e preparados para os desafios do mundo atual.
Acesso aberto (Open Access)
Aspectos químicos e farmacológicos de produtos naturais psicodélicos
(2025-04-04) Alves, Matheus Fernandes; Paula, Daniela Aparecida Chagas de; Soares, Marisi Gomes; Lopes, Norberto Peporine; Vieira, Paulo Cezar
Produtos naturais psicodélicos (PNPs) são substâncias químicas especializadas encontradas em plantas, fungos e animais, com amplo histórico de uso tradicional por diferentes culturas. Este uso é devido principalmente às suas propriedades psicoativas e terapêuticas relacionadas à interação com receptores de serotonina. Estas substâncias têm despertado interesse crescente na ciência moderna, sobretudo por seu potencial no tratamento de transtornos neuropsiquiátricos e doenças neurodegenerativas (ND). Neste trabalho foram investigados os perfis químicos e o potencial de neuroproteção de fontes naturais contendo PNPs com relevância etnobotânica, como Mimosa tenuiflora, Anadenanthera spp., Banisteriopsis caapi, Psychotria viridis e Ipomoea purpurea. Metabôlomica não direcionada via cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (LC-HRMS) e ressonância magnética nuclear (RMN) foi a abordagem utilizada. Foi possível observar uma tendência de acúmulo de triptaminas 5-substituídas em espécies de Anadenanthera, principalmente os PNPs 5-hidroxi-N,N-dimetiltriptamina (5-OH-DMT, bufotenina) e 5-metoxi-N,N-dimetiltriptamina (5-MeO-DMT). Por meio dessa observação, foi levantada uma hipótese sobre a via de biossíntese da 5-MeO-DMT através da 5-metoxi-N,N-triptamina (5-MeO-T), precursora da melatonina em plantas. Além de plantas utilizadas no preparo de rapés tradicionais indígenas, como Anadenanthera e Virola, triptaminas psicodélicas são encontradas como mediadores químicos no sistema nervoso central (SNC) de mamíferos (e.g. Homo sapiens), e venenos em anuros (e.g. Incilus alvarius), o que traz questionamentos sobre mecanismos ecológicos envolvidos. Além das observações químicas, ensaios in vitro conduzidos evidenciaram que os extratos avaliados não foram neurotóxicos na concentração avaliada (2,5 μg/mL), e diferentes extratos de Anadenanthera, bem como de M. tenuiflora, apresentaram atividade de neuroproteção no modelo de neurotoxicidade induzida. Entretanto, os resultados farmacológicos são ainda preliminares devido ao número de experimentos independentes conduzidos, e futuras replicatas experimentais poderão consolidar os achados deste trabalho. De modo geral, os resultados encontrados avançam o conhecimento sobre essas matrizes naturais e direcionam futuras pesquisas sobre o metabolismo especializado de triptaminas e o potencial de neuroproteção de fontes de PNPs empregadas tradicionalmente em rituais espirituais e de cura na América do Sul.
Embargo
Avaliação da atividade anti-inflamatória e perfil químico do caule de Banisteriopsis caapi (MALPIGHIACEAE)
(2025-02-25) Rocha, Leandra Moreira de Souza; Paula, Daniela Aparecida Chagas de; Santos Junior, Benivaldo Nascimento dos; Oliveira, Rejane Barbosa de
A inflamação é uma resposta biológica natural do corpo a uma agressão ou lesão, desencadeada por infecções, irritações ou danos teciduais. Como parte do sistema imunológico, sua função primária é proteger o organismo, atuando na causa do dano, como contra patógenos, células danificadas ou toxinas, e iniciando o processo de cura. Embora a inflamação seja geralmente uma reação benéfica e necessária, a inflamação descontrolada pode causar danos aos tecidos e contribuindo para o desenvolvimento de diversas doenças inflamatórias agudas e crônicas. Vários gêneros incluem espécies associadas a diferentes atividades biológicas, destacando o gênero Banisteriopsis. Entre elas, Banisteriopsis caapi é conhecida por sua atividade de inibição da monoamina oxidase (MAO). No entanto, até o momento, nenhum estudo investigou seu potencial anti-inflamatório quanto a sua capacidade de reduzir os níveis de PGE2 e LTB4, por meio da modulação de vias inflamatórias-chave, como ciclooxigenase (COX) e lipoxigenase (LOX). Sendo assim, este estudo utilizou o caule de B. caapi para preparar um extrato (Bext) e suas frações hexânica (FoHe), acetato de etila (FoAc) e clorofórmica (FoCl). As frações FoAc e FoCl, com o extrato Bext, foram avaliadas em ensaios ex vivo em sangue humano para atividade anti-inflamatória. Os resultados demonstraram que o extrato de B. caapi e a fração FoAc apresentaram significativa atividade anti-inflamatória. Posteriormente, a fração FoAc ativa foi submetida à anotação química para determinar sua composição detalhada a partir de dados de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (LC-HRMS). Essa investigação destaca o potencial de B. caapi como uma fonte de agentes anti-inflamatórios e fornece uma base para futuros estudos explorando suas aplicações terapêuticas em condições relacionadas à inflamação.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de métodos computacionais para construção de modelos de predição da atividade antibacteriana de óleos essenciais
(2025-02-24) Miranda, Daniel de Oliveira; Soares, Marisi Gomes; Lima, Nerilson Marques; Matos, Andreia Pereira
A crescente resistência bacteriana aos antibióticos tem impulsionado a busca por alternativas terapêuticas eficazes e sustentáveis. Os óleos essenciais (OEs), metabólitos secundários de plantas, apresentam potencial antimicrobiano e vêm sendo estudados como agentes naturais contra patógenos resistentes. Este estudo teve como objetivo desenvolver métodos computacionais para a construção de modelos de predição da atividade antibacteriana de OEs da família Lamiaceae, utilizando abordagens de quimioinformática, aprendizado de máquina e estatística multivariada. A partir de uma revisão sistemática da literatura, foram coletados e organizados dados de cerca de 300 artigos científicos, estruturados em dois bancos de dados: (i) Banco de Composição Química, contendo informações sobre os constituintes dos OEs analisados, e (ii) Banco de Atividade Biológica, registrando ensaios antimicrobianos contra Staphylococcus aureus, um dos principais patógenos resistentes. Técnicas estatísticas foram aplicadas para a seleção de variáveis e identificação de padrões entre composição química e atividade antibacteriana. Na modelagem preditiva, foram testados algoritmos de aprendizado de máquina, incluindo Random Forest (RF), Redes Neurais Artificiais (RNA), Random Tree (RT), Naïve Bayes Tree (NBT) e J48 Decision Tree, sendo este último o mais eficaz, com 80,6% de acurácia na validação externa do modelo. Os resultados confirmam a aplicabilidade de modelos computacionais na predição da bioatividade de OEs, facilitando a seleção de compostos com potencial antimicrobiano. A integração entre quimioinformática e inteligência artificial otimiza a triagem de novos agentes terapêuticos, reduzindo tempo e custos experimentais, além de oferecer novas perspectivas para o combate à resistência antimicrobiana.
Acesso aberto (Open Access)
Monitoramento dos nutrientes NP, de soluções nutritivas, em sistemas hidropônicos, por meio de imagens digitais, baseado no sistema de cores RGB
(2025-07-31) Francisco Neto, Jorge Felipe; Luccas, Pedro Orival; Oliveira Júnior, Arnaldo Freitas de; Martins, Giovana de Fátima Lima
O cultivo de hortaliças e a agricultura em geral, possuem um grande impacto na alimentação humana. Como alternativa ao cultivo tradicional, tem-se a hidroponia, que consiste no cultivo sem solo, utilizando apenas um meio aquoso nutritivo para o desenvolvimento das plantas. As plantas necessitam de 16 nutrientes para seu desenvolvimento, os quais são divididos em macro e micronutrientes em função da quantidade consumida pelos vegetais. Dentre os macros nutrientes Nitrogênio e Fósforo têm sua relevância devido a seus ciclos biogeoquímicos e às suas abundancias relativas. Alguns estudos definiram um intervalo de concentração adequado de cada nutriente na solução nutritiva. Na maioria das aplicações hidropônicas, a concentração de nutrientes é monitorada através do valor de condutividade elétrica. Assim, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos de análise in situ dos macronutrientes: Nitrogênio e Fósforo, em soluções nutritivas, através do uso do sistema de cores RGB em imagens digitais, obtidas por câmera de smartphone. Para isso, reagentes cromogênicos seletivos foram utilizados, obteve-se as imagens, através de fotos, e desenvolveu se uma relação linear entre as variáveis R e G especificamente, R para o Fósforo e G para o Nitrogênio. Para aquisição das imagens, foi desenvolvido um software na plataforma “App Inventor”, o qual após alimentados, com os dados de calibração feito a partir das equações lineares obtidas para cada analito, apresenta os valores das concentrações dos mesmos. Para a determinação de fósforo empregou-se a reação com molibidato de amônio seguido por redução com ácido ascórbico para formação do complexo azul de molibdênio, a faixa de resposta linear foi de 0,83 a 12,50 mgL⁻¹ de PO₄³⁻, considerando a curva obtida pelo sinal do vermelho, a qual apresentou maior sensibilidade entre as 3 cores, obteve-se um limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ) de 0,25 e 0,83 mgL⁻¹, respectivamente. Para a determinação de Nitrogênio na forma de nitrato, empregou-se o método de Griess o qual consiste na reação do nitrito, proveniente da redução com Zinco em meio ácido, com uma amina aromática primária para formação de um sal de diazônio, o qual é acoplado com um composto aromático para produzir o corante Azo, a faixa de resposta linear foi de 2,02 a 12,50 mgL⁻¹ de NO₃⁻, obtendo-se um LD e um LQ de 0,60 e 2,02 mgL⁻¹ de NO₃⁻ respectivamente.
Acesso aberto (Open Access)
Monitoramento e controle automatizado de pH e condutividade de soluções nutritivas em sistema hidropônico
(2025-07-28) Almeida Junior, Miguel Pereira de; Luccas, Pedro Orival; Freschi, Gian Paulo Giovanni; Costa, Letícia Malta
A produção de plantas sem solo, denominada hidroponia, é de relevância para a sustentabilidade ambiental e populacional. Dentre os sistemas hidropônicos mais utilizados, o sistema NFT (Técnica de película de nutrientes, do inglês Nutrient Film Technique) se destaca por sua capacidade de fornecer os nutrientes e oxigênio de maneira contínua através de um fluxo laminar de solução nutritiva. A técnica é amplamente utilizada em hortaliças como alface, rúcula e outras plantas de ciclo curto. No presente trabalho, foi construído um minissistema NFT, com capacidade para quatro mudas de alface, que foi alojado dentro de uma capela de fluxo laminar. A automação envolveu a integração de sensores e a calibrações dos mesmo para o monitoramento do pH, condutividade elétrica (CE), temperatura da solução nutritiva (TS), umidade relativa do ar (UR) e temperatura do ambiente da atmosfera?? (TA). Empregou-se também quatro minibombas acopladas a reservatórios de reagentes (H3PO4, KOH, água e solução nutritiva concentrada), para ajuste de pH e condutividade. A solução nutritiva foi preparada com reagentes de grau analítico (P.A.). Durante 30 dias de operação, o sistema conseguiu manter os parâmetros físico-químicos dentro das faixas ideais, pH= 6,02±0,13, CE= 1,22±0,07 mS, TS= 21,61±1,16oC, TA = 25,67±1,03 oC, UR = 56,82±4,85%. A aquisição de dados foi feita empregando-se técnicas remotas de internet das coisas (internet of things IoT), com as planilhas do Google Sheets®, plataforma Blink®, bem como pela saída USB. A automação minimizou desequilíbrios nutricionais, reduzindo intervenção manual e custos operacionais, além de otimizar o uso de água. O sistema mostrou-se uma solução escalável e de baixo custo para a agricultura de precisão, contribuindo para uma produção sustentável e eficiente.
Acesso aberto (Open Access)
Produção sustentável de ésteres de óleo fúsel a partir de matérias-primas renováveis e sua aplicação como biossurfactante e como bioplastificante em filmes de poli (cloreto de vinila)
(2025-08-15) Matheus, Lucas Borges; Mendes, Adriano Aguiar; Dias, Danielle Ferreira; Oliveira, Julieta Rangel de
Este trabalho teve como objetivo sintetizar ésteres de óleo fúsel por meio de uma rota sustentável, utilizando lipases imobilizadas na reação entre ácidos graxos e óleo fúsel. Além disso, buscou-se avaliar a aplicação desses ésteres como bioplastificantes e biossurfactantes. Inicialmente, procedeu-se à imobilização da lipase em suporte orgânico de poli(estireno-divinilbenzeno). Em seguida, aplicou-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para otimização das condições reacionais, considerando temperatura, razão molar Ácido graxo: Óleo fúsel (AG:OF) e concentração de biocatalisador imobilizado. Também foram realizados ensaios para avaliar a influência do tempo para a reação com ácido decanoico, reusos do biocatalisador imobilizado, caracterização estrutural dos ésteres por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), análise de estabilidade térmica dos ésteres por termogravimetria e a verificação do desempenho catalítico das lipases imobilizadas para outros ácidos carboxílicos: ácido octanoico, dodecanoico e ácidos graxos do óleo de palmiste. Além disso, avaliou-se as propriedades emulsificantes dos ésteres, e por fim, aplicou-se os ésteres em filmes de PVC para realizar testes de envelhecimento, migração e volatilidade. A imobilização resultou em carga proteica de 28,9 ± 2,4 mg·g⁻¹, indicando boa afinidade da enzima com o suporte, via ativação interfacial. As condições ótimas determinadas foram: temperatura: 35,5 °C; razão molar ácido:álcool: 1:3; e concentração de biocatalisador:25 %m.m-1. As conversões do ácido decanóico, no teste de influência do tempo, superaram 80 % e o biocatalisador imobilizado se manteve estável até seis ciclos de reuso. A síntese do éster foi confirmada por RMN de ¹³C (sinal em 173 ppm) e de ¹H (sinais em 2,3 e 4,1 ppm). O produto apresentou estabilidade térmica de até 120 °C e o biocatalisador imobilizado apresentou uma ampla seletividade para as outras matérias-primas oleaginosas. Nos filmes de PVC, o éster apresentou desempenho inferior como bioplastificante comparado ao plastificante comercial ftalato de dioctila (FDO) nos ensaios de envelhecimento, volatilidade e migração, sugerindo sua aplicação como plastificante secundário. Nos testes de emulsificação, o éster atingiu 82% de eficiência na mistura de leite e óleo de canola, superando surfactantes comerciais e demonstrando potencial como surfactante lipofílico e como agente emulsificante em formulações cosméticas e alimentícias.

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