Navegação IPEN por assunto "nanotechnology"

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  • IPEN-DOC 25206

    FREITAS, LUCAS F. de ; VARCA, GUSTAVO H.C. ; BATISTA, JORGE G. dos S. ; LUGAO, ADEMAR B. . An overview of the synthesis of gold nanoparticles using radiation technologies. Nanomaterials, v. 8, n. 11, 2018. DOI: 10.3390/nano8110939

    Abstract: At a nano-level, optical properties of gold are unique and gave birth to an emerging platform of nanogold-based systems for diverse applications, because gold nanoparticle properties are tunable as a function of size and shape. Within the available techniques for the synthesis of gold nanoparticles, the radiolytic synthesis allows proper control of the nucleation process without the need for reducing agents, in a single step, combined or not with simultaneous sterilization. This review details and summarizes the use of radiation technologies for the synthesis and preparation of gold nanoparticles concerning fundamental aspects, mechanism, current pathways for synthesis and radiation sources, as well as briefly outlines final applications and some toxicity aspects related to nanogold-based systems.

    Palavras-Chave: gold; nanoparticles; gamma radiation; electron beams; x-ray sources; radiolysis; nanotechnology; medicine; diagnostic uses; ionizing radiations

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  • IPEN-DOC 26737

    MOREIRA, PRISCILA G. . Análise das propriedades termofísicas dos nanofluidos de AI2O3, TiO2 e ZrO2 em base aquosa visando aplicações em reatores nucleares / Analysis of thermo-physical properties of nanofluids of Al2O3, TiO2 and ZrO2 aqueous base for nuclear reactor applications . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Marcelo da Silva Rocha. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-085344

    Abstract: Esta dissertação apresenta as propriedades termofísicas dos nanofluidos de Al2O3, TiO2 e ZrO2 de medições de bancada e também por comparações com literatura. Estudos existentes indicam que os nanofluidos mostram cerca de 50% de aumento na condutividade térmica em relação ao fluido base que neste estudo será água, dessa forma, podem ser classificados como fluidos promissores para aplicações nucleares. As propriedades estudadas são: condutividade térmica, condutividade elétrica, densidade, viscosidade, tensão superficial e ângulo de contato de superfície e análises microscópicas. Como o propósito é usá-los em aplicações nucleares, o levantamento dessas medidas foi feito antes e depois a irradiação no irradiador multipropósito do IPEN uma fonte de 60Co para estudar o efeito da radiação ionizante (gama) nas propriedades dos nanofluidos. Após as medições pode-se concluir que não houve grande variação das propriedades, por outro lado, as partículas se encontraram mais aglomeradas após a irradiação dando indícios que o pH da amostra pode ter sido alterado e assim alterando a eletrocinética entre as partículas.

    Palavras-Chave: nanofluids; nanotechnology; thermal conductivity; physical properties; surface tension; density; viscosity; reactor instrumentation; reactor componentes; reactor monitoring systems; cobalt 60; gamma radiation; nuclear reaction kinetics

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  • IPEN-DOC 25285

    CAVALCANTE, A.K. ; BATISTA, J.G.S. ; BARROS, J.A.G. ; ORMENIO, M.B. ; DAMASCENO, K.C. ; ROGERO, S.O. ; ROGERO, J.R. ; LUGAO, A.B. . Avaliação da toxicidade in vivo das Nanopartículas de Ouro reduzidas e estabilizadas com o fitoquímico Resveratrol. In: BURITI, JOSUE da S. (Ed.); CRUZ, RITA de C.A.L. (Ed.); FOOK, MARCUS V.L. (Ed.) CONGRESSO DA SOCIEDADE LATINO AMERICANA DE BIOMATERIAIS, ORGÃOS ARTIFICIAIS E ENGENHARIA DE TECIDOS, 15.; CONGRESSO LATINO AMERICANO DE ÓRGÃOS ARTIFICIAIS E BIOMATERIAIS, 10., 22 a 25 de agosto, 2018, João Pessoa, PB. Resumo... Belo Horizonte, MG: Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Engenharia de Tecidos e Órgãos Artificiais, 2018. p. 348-348.

    Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) com diferentes tamanhos e formas têm sido amplamente estudadas e utilizadas em diversas áreas, como por exemplo, em aplicações biomédicas. Dentre tais aplicações, encontramos a liberação de agentes antitumorais. A síntese de AuNPs geralmente envolve agentes de redução que apresentam problemas relacionados à toxicidade. A fim de resolver esta questão, metabólitos presentes em diversos extratos de plantas tem sido explorados para a preparação de diferentes nanopartículas. Os métodos que utilizam os fitoquímicos para redução de íons metálicos fornecem uma abordagem verde a nanotecnologia, conhecida como “green nanotechnology”. O fitoquímico resveratrol, um composto fenólico com potencial redutor, encontrado em 72 espécies de plantas, como uva, amora e amendoim, foi usado neste trabalho como agente redutor na preparação de AuNPs. O resveratrol além de ser um antioxidante, também é conhecido como fármaco antitumoral/anticâncer. Foi descrito na literatura, que a conjugação de Reveratrol com AuNPs aumenta em 65% a efetividade em testes realizados in vitro, utilizando células de câncer de pulmão humano, quando comparado ao resveratrol administrado isoladamente. Este trabalho teve como objetivo verificar o nível de toxicidade das nanopartículas de ouro, reduzidas e estabilizadas com resveratrol (RESV-AuNPs) em embriões de Zebrafish (Danio rerio), de acordo com o protocolo da OECD nº 236 (Fish Embryo Acute Toxicity Test- FET). Os embriões foram expostos as RESV-AuNPs por um período de 96 e 168 horas. O Zebrafish apresenta-se como um modelo in vivo alternativo, rápido, de alto rendimento, facilmente acessível e que possui uma boa correlação com modelos in vitro. As RESV-AuNPs demonstraram toxicidade nos dois períodos de exposição, sendo a letalidade dos organismos inferior a 10% em todas as concentrações utilizadas. O trabalho forneceu uma contribuição sobre a toxicidade de AuNPs sintetizadas e estabilizadas com o agente redutor resveratrol, utilizando como modelo animal embriões de Zebrafish.

    Palavras-Chave: nanoparticles; gold; toxicity; polyphenols; fishes; nanotechnology

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  • IPEN-DOC 27352

    FERREIRA, ARYEL H. . Avaliação de nanopartículas proteicas radiomarcadas dirigidas a tecidos tumorais como agentes diagnósticos / Evaluation of radiolabeled protein-based nanoparticles to target tumor tissue as a potential diagnosis agent . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo, SP. 6 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-24092020-145109

    Observação: Acesso restrito até 29/05/2022

    Abstract: Recentes avanços em nanomedicina e nanotecnologia têm expandido o desenvolvimento de nanoestruturas multifuncionais que combinem especificidade e funções terapêuticas e de diagnóstico em complexos nanoestruturados, a fim de superar barreiras biológicas que podem dificultar a administração e a captação seletiva e eficaz de medicamentos e agentes diagnósticos em tecidos tumorais. Nanopartículas vêm sendo utilizadas em Medicina Nuclear como carreadores de radionuclídeos emissores de radiação gama (γ) ou pósitron (+1β) para imagens diagnósticas por PET, SPECT e emissores de partículas α e -1β utilizados em endorradioterapia para destruir especificamente o tecido tumoral. O objetivo deste trabalho concentrou-se no estudo da marcação com Tecnécio-99m de nanopartículas de papaína e albumina, sintetizadas por reticulação induzida por radiação, e na caracterização de seus comportamentos in vitro e in vivo, de modo a desenvolver novos nanorradiofármacos e avaliar seu potencial para realização de diagnóstico de tumores mamários utilizando a técnica de medicina nuclear SPECT. Técnicas de microscopia eletrônica e espalhamento de luz evidenciaram formação de nanopartículas esféricas com dispersão de tamanho de 9,3 ± 1,9 nm para as nanopartículas de papaína e 25,1 ± 2,9 nm para as nanopartículas de albumina. Um elevado rendimento radioquímico (>90%) e estabilidade frente aos agentes transquelantes presentes no soro foram observados para ambas as nanopartículas até pelo menos 6h. A biodistribuição em animais saudáveis demonstrou diferentes perfis de excreção, sendo a 99mTc-P-NPs excretada principalmente pelo rim, enquanto a 99mTc-BSA-NPs é excretada principalmente por via hepática. Nos estudos in vitro, as nanopartículas mostraram-se promissoras com 74% e 57,6% da captação total em células MDA-MB231, respectivamente para 99mTc-P-NPs e 99mTc-BSA-NPs. Nos estudos in vivo verificou-se acentuada captação tumoral com boa visualização em imagens adquiridas em micro-SPECT/CT. Deste modo, as nanopartículas proteicas utilizadas no corrente trabalho mostraram-se promissoras para serem utilizadas como sistema de veiculação de radionuclídeos diagnósticos para estudos de sua distribuição sistêmica, bem como de sua aplicação como traçador SPECT em tumores mamários.

    Palavras-Chave: neoplasms; tumor cells; blood cells; gamma radiation; technetium 99 target; product labeling; microstructure; nanotechnology; proteins; carriers; albumins; blood serum; enzymes; papain; excretion; physiology; biological effects; in vivo; in vitro; positron computed tomography; single photon emission computed tomography; biological localization; diagnosis; radiotherapy

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  • IPEN-DOC 25277

    BATISTA, J.G.S. ; ROGERO, S.O. ; LUGAO, A.B. . Comparative study of the cytotoxicity of gold nanoparticles produced by green nanotechnology and by conventional methods. In: BURITI, JOSUE da S. (Ed.); CRUZ, RITA de C.A.L. (Ed.); FOOK, MARCUS V.L. (Ed.) CONGRESSO DA SOCIEDADE LATINO AMERICANA DE BIOMATERIAIS, ORGÃOS ARTIFICIAIS E ENGENHARIA DE TECIDOS, 15.; CONGRESSO LATINO AMERICANO DE ÓRGÃOS ARTIFICIAIS E BIOMATERIAIS, 10., 22 a 25 de agosto, 2018, João Pessoa, PB. Resumo... Belo Horizonte, MG: Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Engenharia de Tecidos e Órgãos Artificiais, 2018. p. 196-196.

    Abstract: Researchers and laboratories around the world have studied gold nanoparticles (AuNPs). In medicine, several studies demonstrate the applicability of gold nanoparticles in the treatment and diagnosis of cancer. Green nanotechnology uses phytochemical agents to synthesize and stabilize nanoparticles. Researchers have shown that some reducing phytochemicals such as mangiferin (MGF) and epigallocatechin-gallate (EGCG), in addition to reducing and stabilizing the gold nanoparticles, are able to functionalize them. These molecules have chemical groups that allow binding to overexpressed receptors on some types of tumor cells. Developed by the International Organization for Standardization (ISO-International Organization for Standardization), the set of known standards such as ISO 10993 addresses the safety of medical devices through the identification of diverse types of biocompatibility. The objective of this work was to compare the cytotoxicity of the AuNPs obtained through green nanotechnology and compare with data found in the literature of AuNPs synthetized by conventional methods such as Turkevich. The cytotoxicity assay was carried out by exposing the cell culture to the solutions of AuNPs in culture medium MEM (1:1) at 37 °C. The NCTC clone 929 cell line was acquired from Adolfo Lutz Institute cell bank. The cytotoxicity effect was evaluated by neutral red uptake (NRU) methodology according to the International Organization for Standardization (ISO). The results showed that the AuNPs obtained by green nanotechnology presented lower toxicity than those obtained by the Turkevich method using the same concentration of NaAuCl4 in the AuNPs synthesis. It is necessary to consider that the particles differ in size and hydrodynamic volume according to the data obtained in the physical chemical characterization of the AuNPs obtained by both methods.

    Palavras-Chave: antimitotic drugs; toxicity; gold; nanoparticles; nanotechnology; biological materials; bioassay; tumor cells

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  • IPEN-DOC 21903

    SILVA, DANILO M. da . Desenvolvimento de métodos para a geração e controle da emissão em lasers aleatórios e speckle / Generation and control of random lasers emission and speckle . 2016. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-22082016-151450

    Abstract: Neste trabalho serão apresentados novos métodos baseados na geração e controle de comprimento de onda em lasers aleatórios e lasers de diodo. Na primeira parte do trabalho será demonstrado um laser aleatório com realimentação localizada em filmes em biopolímeros dopado com corante. O filme é constituído por um ácido desoxirribonucleico e cloreto de cetiltrimetilamônio (DNA-CTMA) dopado com DCM. No dispositivo proposto, a realimentação óptica para o laser aleatório é dada por centros de dispersão posicionados aleatoriamente ao longo das bordas da área ativa. Os elementos de dispersão são nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) ou defeitos aleatórios na interface entre o polímero ativo e ar. Diferentes espectros de emissão são observados, dependendo da geometria da área excitada. Um único ressonador aleatório com dimensões de 2.6 x 0.65 mm2 foi fabricado com emissão aleatória com realimentação obtida pela excitação do dispositivo por completo. A segunda parte deste trabalho apresenta um novo método para a geração e manipulação de franjas de contorno por meio de interferometria speckle com comprimento de onda sintética, usando um único laser de diodo com cavidade externa. A cavidade externa permite sintonizar duas emissões simultaneamente, o que por sua vez muda o intervalo entre as franjas de contorno do interferômetro, além de aumentar a estabilidade do laser. Uma análise de Fourier é proposta como alternativa para medir o comprimento de onda sintético resultante das duas emissões do laser.

    Palavras-Chave: lasers; randomness; laser radiation; proximity scattering; proton-emission decay; photon emission; proton spectra; emission spectroscopy; electromagnetic radiation; electromagnetic interactions; polysaccharides; mucopolysaccharides; carboxylic acids; microgeneration; nanostructures; nanotechnology; fourier analysis; fourier transformation

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  • IPEN-DOC 26634

    ROCHA, GILBERTO A. dos S. . Determinação da dependência temporal dos parâmetros de ablação por pulsos ultracurtos de sólidos não-metálicos pela técnica D-Scan / Determination of the temporal dependence of ablation parameters by ultrashort pulses in non-metallic solids by the D-Scan technique . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 87 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03022020-151555

    Abstract: Este trabalho consiste no estudo e determinação do limiar de ablação de amostras sólidas não-metálicas por pulsos laser ultracurtos, verificando a sua dependência com a duração dos pulsos e sua dispersão. Para a determinação dos limiares de ablação foi utilizada a técnica do D-Scan (Diagonal-Scan), desenvolvida pelos pesquisadores do Centro de Laser e Aplicações (CLA) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP), que consiste na movimentação diagonal da amostra através da cintura de um feixe gaussiano focalizado. Em cada amostra e para cada duração temporal foi determinada a dependência do limiar de ablação com a sobreposição dos pulsos, com o objetivo de determinar os parâmetros de ablação destes sólidos, que são sua fluência limiar de ablação para um único pulso e para um grande número de pulsos (infinitos), além do fator de incubação, que quantifica a formação de defeitos que modificam os valores dos limiares. Foram utilizadas amostras dielétricas de vidro borossilicato (BK7), safira (Al2O3), sílica fundida (SiO2), fluoreto de cálcio (CaF2), fluoreto de bário (BaF2), fluoreto de magnésio (MgF2), seleneto de zinco (ZnSe), e os semicondutores silício (Si) e germânio (Ge). Os materiais foram selecionados em função da energia de seus bandgaps, objetivando analisar a influência deste parâmetro na ablação por pulsos ultracurtos. Observamos que os limiares de ablação aumentam com o crescimento do bandgap dos materiais e com a duração dos pulsos, porém sem exibir dependência com a dispersão destes. Também determinamos que o acúmulo de defeitos nos materiais cresce com a duração do pulso e com a energia do bandgap, nos levando à hipótese que quanto mais fluência a ablação requer para ocorrer, maior a sobra de energia no material, que acaba sendo redistribuída para a criação de defeitos.

    Palavras-Chave: ablation; electromagnetic pulses; electromagnetic radiation; electron emission; nonlinear optics; lasers; bonding; defects; threshold rigidity; borosilicate glass; sapphire; silica; calcium fluorides; barium fluorides; magnesium fluorides; zinc selenide; silicon additions; nanomaterials; nanotechnology; germanium; semiconductor devices

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  • IPEN-DOC 21748

    VARCA, G.H.C. ; FERRAZ, C.C.; MATHOR, M.B. ; LOPES, P.S. ; ROGERO, S. ; ROGERO, J.R. ; LUGAO, A.B. . Encapsulation and nanoencapsulation of papain active sites to enhance radiolytic stability and decrease toxicity. In: IAEA (Ed.). Nanoscale radiation engineering of advanced materials for potential biomedical applications. Vienna: IAEA, 2015. p. 31-46, (IAEA Radiation Technology Reports, 5).

    Palavras-Chave: papain; encapsulation; nanotechnology; stability; toxicity; gamma radiation; hydrogels; dextrin

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  • IPEN-DOC 24861

    RUBIO-MARCOS, FERNANDO; DEL CAMPO, ADOLFO; ROJAS-HERNANDEZ, ROCIO E.; RAMIREZ, MARIOLA O.; PARRA, RODRIGO; ICHIKAWA, RODRIGO U. ; RAMAJO, LEANDRO A.; BAUSA, LUISA E.; FERNANDEZ, JOSE F.. Experimental evidence of charged domain walls in lead-free ferroelectric ceramics: light-driven nanodomain switching. Nanoscale, v. 10, n. 2, p. 705-715, 2018. DOI: 10.1039/c7nr04304j

    Abstract: The control of ferroelectric domain walls at the nanometric level leads to novel interfacial properties and functionalities. In particular, the comprehension of charged domain walls, CDWs, lies at the frontier of future nanoelectronic research. Whereas many of the effects have been demonstrated for ideal archetypes, such as single crystals, and/or thin films, a similar control of CDWs on polycrystalline ferroelectrics has not been achieved. Here, we unambiguously show the presence of charged domain walls on a leadfree (K,Na)NbO3 polycrystalline system. The appearance of CDWs is observed in situ by confocal Raman microscopy and second harmonic generation microscopy. CDWs produce an internal strain gradient within each domain. Specifically, the anisotropic strain develops a crucial piece in the ferroelectric domain switching due to the coupling between the polarization of light and the ferroelectric polarization of the nanodomain in the (K,Na)NbO3 ceramic. This effect leads to the tuning of the ferroelectric domain switching by means of the light polarization angle. Our results will help to understand the relevance of charged domain walls on the ferroelectric domain switching process and may facilitate the development of domain wall nanoelectronics by remote light control utilizing polycrystalline ferroelectrics.

    Palavras-Chave: nanoelectronics; nanotechnology; ferroelectric materials; domain structure; raman spectroscopy; polycrystals

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  • IPEN-DOC 27711

    NUNES, MARIO A.B.S.; MATOS, BRUNO R. de ; SILVA, GLAURA G.; ITO, EDSON N.; MELO, TOMAS J.A. de; FECHINE, GUILHERMINO J.M.. Hybrids nanocomposites based on a polymer blend (linear low-density polyethylene/poly(ethylene-co-methyl acrylate) and carbonaceous fillers (graphene and carbon nanotube). Polymer Composites, v. 42, n. 2, p. 661-677, 2021. DOI: 10.1002/pc.25856

    Abstract: Interfacial or separate phase location of carbonaceous nanofillers (graphene and carbon nanotubes) in polymer blends with co-continuous phases can lead to double percolation behavior, significantly increasing rheological and electrical properties. The prediction of the morphology and the location of the nanofillers has been used as a tool to evaluate the proprieties of co-continuous polymer blends. This work aims to highlight the superior conductivity levels achieved using a low amount of carbon-based fillers, by the proper selection in a multiphase polymer matrix as a template for controlled dispersion and spatial distribution of the nanoparticles, offering a compromise between easy processability and enhanced performance. Here, two polymers (linear low-density polyethylene [LLDPE] and ethylene-co-methylacrylate [EMA]) and their cocontinuous blend (LLDPE/EMA) were loaded with nanofillers (few-layer graphene [FLG], few-walled carbon nanotube [FWCNT]) via continuous melt mixing in twin-screw extrusion, separate and simultaneously. It was observed that the addition of the nanofillers changed the co-continuity of the blend, with the probable migration of the nanofillers from the EMA (hydrophilic) phase to the LLDPE (hydrophobic) phase. Rheological percolation occurred preferentially in blends containing FWCNT and FLG/FWCNT. Electrical conductivity was observed in all compositions, with higher electrical conductivity being noticed in hybrids.

    Palavras-Chave: nanocomposites; hybridization; nanotechnology; polyethylenes; polymers; electric conductivity; carbon nanotubes; graphene

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  • IPEN-DOC 24840

    PERINI, ALINE A. ; FREITAS, ANDERSON Z. . Innovation trajectories: an IPEN´s nanotechnology competence roadmapping to match´s market mechanisms. In: PAN AMERICAN CONGRESS OF NANOTECHNOLOGY, 1st, 27-30 de novembro, 2017, Guarujá, SP. Abstract... 2017.

    Abstract: The main objective of this work is to present general framework of the impact of technological innovation in the IPEN´s nanotechnology competence. The innovation are vital to improvement offer through chains front-to-end in health, environment, food and agriculture, energy, chemistry, education, entertainment and arts: treat supranational levels, offers accessible global technology. The pool innovation perspective in IPEN´s nanotechnology competence is a natural consequence of investments in Research and Development (R&D), between and among Universities and Public Research Institutions and multiple benefits arising from results, towards Awards in Science and policy disclosure. Geographically IPEN is held at São Paulo, Capital, one of the 10 biggest cities of the globe with high density on population and market demand. The innovation impact measures depend of (1) quality of diversified technology knowledge and (2) quality of diversified country industry knowledge that can be more specified. From this big view picture, the IPEN Technology Transference Office took account both dimensional innovation impact measures and listed detail in four (4) dimensional approach performance indicators over 5 years casting potential benefits outcomes in areas: a) human resource, b) services and products, c) research, teach and educational, d) intellectuals property, patents, projects, creativity and inventiveness. Regarding on Key Innovation Indicators and Policy of Impact Measures, the methodology applied to the present study consists oh the three main stages. First stage is a review with bibliometric analysis of market dynamics and technological management approach. The second stage was characterized by the data collection on management system from IPEN in labeled activities on nanotechnology. The third stage was marked to the understanding of the structure and the dynamics of nanotechnology markets, especially their sometimes acute response in innovation. The case study in IPEN´s in nanotechnology market built a preliminary assessment from a suitable a roadmapping system. Roodmapping is one of the most widely used tools as predictive exercise, supporting systematic planning and standardized strategy development. Many countries have developed standardization of roadmaps in various areas reported in intelligent systems, identifying significant opportunities and challenges associated with standardization in complex areas. IPEN´s nanotechnology competence in numbers is an inspirational approach engine and large influence in cultural and Institutional policymaking in Science, Technology and Innovation (S&T&I). The unique strengthen link can be matched from the S&T&I policy in term "technology transfer” in capacity building from push or/and pull innovation models. The central competence framework aimed at advancing knowledge necessary that would eventually lead to innovation trajectories and with strong security cultural insertion gauge to country succeed in international competition through innovation and growth, high-quality products and services, and research and education. Strategic differentiation could lead disruption in technology and development of new markets. The solutions by market-driven provide improvement at total quality managing front-to-end of technology transfer.

    Palavras-Chave: commercialization; technology assessment; technology impacts; research programs; nanotechnology; education; technology transfer; knowledge management

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  • IPEN-DOC 23219

    AL-YASIRI, A.Y.; KHOOBCHANDANI, M.; CUTLER, C.S.; WATKINSON, L.; CARMACK, T.; SMITH, C.J.; KUCHUK, M.; LOYALKA, S.K.; LUGAO, A.B. ; KATTI, K.V.. Mangiferin functionalized radioactive gold nanoparticles (MGF-198AuNPs) in prostate tumor therapy: green nanotechnology for production, in vivo tumor retention and evaluation of therapeutic efficacy. Dalton Transactions, 2017. DOI: 10.1039/c7dt00383h

    Abstract: We report here an innovative feature of green nanotechnology-focused work showing that mangiferin—a glucose functionalized xanthonoid, found in abundance in mango peels—serves dual roles of chemical reduction and in situ encapsulation, to produce gold nanoparticles with optimum in vivo stability and tumor specific characteristics. The interaction of mangiferin with a Au-198 gold precursor affords MGF-198AuNPs as the beta emissions of Au-198 provide unique advantages for tumor therapy while gamma rays are used for the quantitative estimation of gold within the tumors and various organs. The laminin receptor specificity of mangiferin affords specific accumulation of therapeutic payloads of this new therapeutic agent within prostate tumors (PC-3) of human prostate tumor origin induced in mice which overexpress this receptor subtype. Detailed in vivo therapeutic efficacy studies, through the intratumoral delivery of MGF-198AuNPs, show the retention of over 80% of the injected dose (ID) in prostate tumors up to 24 h. By three weeks post treatment, tumor volumes of the treated group of animals showed an over 5 fold reduction as compared to the control saline group. New opportunities for green nanotechnology and a new paradigm of using mangiferin as a tumor targeting agent in oncology for the application of MGF-198AuNPs in the treatment of cancer are discussed.

    Palavras-Chave: radioactive materials; nanoparticles; gold; therapy; prostate; neoplasms; nanotechnology

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  • IPEN-DOC 25528

    PERINI, ALINE A. ; SHIRAISHI, GUILHERME F.; FREITAS, ANDERSON Z. . Matching technological bid in smart cities initiatives: a case study of innovation fairs at research institute in Brazil. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON MANAGEMENT OF TECHNOLOGY: TOWARDS SUSTAINABLE TECHNOLOGIES AND INNOVATION, 27th, April 22-26, 2018, Birmingham, UK. Proceedings... 2018. p. 1-12.

    Abstract: The main objective of this work was to present a general framework of the technology roadmap from a central competence of Nuclear and Energy Research Institute from Brazil. The approach provides a structured to strength the join to market mechanism design to survive in complex environment trends to shape the future. The technological innovation impact measures depend from (1) quality of diversified technology knowledge and (2) quality of diversified country industry knowledge. From this big view picture, the Technology Transfer Office took these two general dimensions of impact into account and divided them into four (4) sub-categories that explain potential benefits and performance results in areas such as: a) Current Projects and Programs, b) Patents, c) Education and Teaching and d) Scientific Publications. The sampling contemplated the big picture of performance related in National Management Information System and a repository proper in response to institutional performance growth and plans, programs and projects associated in Innovation key indicators and policy disclosure. The taxonomy to road mapping innovation impact measure was centered in terms in two potential fields to shape the future: i) Nuclear Research Reactors and/or ii) Nanotechnology.

    Palavras-Chave: appropriate technology; urban areas; research reactors; technology impacts; management; resources; training; brazilian cnen; nanotechnology; knowledge management; education

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  • IPEN-DOC 26645

    BONFIM, LETICIA ; PASSOS, PRISCILA de Q.S. ; GONÇALVES, KARINA de O.; COURROL, LILIA C.; SILVA, FLAVIA R. de O. ; VIEIRA, DANIEL P. . Microwave-mediated synthesis of iron-oxide nanoparticles for use in magnetic levitation cell cultures. Applied Nanoscience, v. 9, n. 8, p. 1707-1717, 2019. DOI: 10.1007/s13204-019-00962-1

    Abstract: The use of three-dimensional cell cultures has been widely used for efficacy and/or toxicity testing of compounds. One of the most promising systems, based on magnetic levitation, is dependent on proper cell magnetization, achieved through adsorption of iron-oxide nanoparticles on cell membranes. These particles must bare not only significant responses to magnetic fields, but also a stable mechanism to attachment to cells. This work proposes a simple, one-pot synthesis method to produce magnetite nanoparticles, using a Fe2+ precursor associated with amino acids under microwave heating, and successive steps to confer positive charges to particles. X-ray diffraction could confirm Fe3O4 composition, and TEM analysis showed cubic-like crystallites with less than 50 nm. Zeta-potential experiments showed that particles remained positively charged (20.98 ± 0.28 mV) in physiological pH, suggesting ability to attach to (negatively charged) cell membranes, observed through optical microscopy. Iron colloid was found to be non-cytotoxic in concentrations up to 8% in cell culture media. Finally, human prostate cancer cells were cultured in 96-well plates using magnetic levitation and could be kept 8 days in culture. The results showed a feasible way to produce spheroids relying on magnetic levitation, using a newly described method of magnetic and cell adherent nanoparticle production.

    Palavras-Chave: nanotechnology; iron oxides; microwave equipment; synthesis; nanoparticles; iron oxides; paramagnetism; toxicity; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 24361

    PASCUAL, LLUIS; CERQUEIRA-COUTINHO, CRISTAL; GARCIA-FERNANDEZ, ALBA; LUIS, BEATRIZ de; BERNARDES, EMERSON S. ; ALBERNAZ, MARTA S.; MISSAILIDIS, SOTIRIS; MARTINEZ-MANEZ, RAMON; SANTOS-OLIVEIRA, RALPH; ORZAEZ, MAR; SANCENON, FELIX. MUC1 aptamer-capped mesoporous silica nanoparticles for controlled drug delivery and radio-imaging applications. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, v. 13, n. 8, p. 2495-2505, 2017. DOI: 10.1016/j.nano.2017.08.006

    Abstract: Mucin 1 (MUC1) is a cell surface protein overexpressed in breast cancer. Mesoporous silica nanoparticles (MSNs) loaded with safranin O, functionalized with aminopropyl groups and gated with the negatively charged MUC1 aptamer have been prepared (S1-apMUC1) for specific targeting and cargo release in tumoral versus non-tumoral cells. Confocal microscopy studies showed that the S1-apMUC1 nanoparticles were internalized in MDA-MB-231 breast cancer cells that overexpress MUC1 receptor with subsequent pore opening and cargo release. Interestingly, the MCF-10-A non-tumorigenic breast epithelial cell line that do not overexpress MUC1, showed reduced (S1- apMUC1) internalization. Negligible internalization was also found for S1-ap nanoparticles that contained a scrambled DNA sequence as gatekeeper. S2-apMUC1 nanoparticles (similar to S1-apMUC1 but loaded with doxorubicin) internalized in MDA-MB-231 cells and induced a remarkable reduction in cell viability. Moreover, S1-apMUC1 nanoparticles radio-labeled with 99mTc (S1-apMUC1-Tc) showed a remarkable tumor targeting in in vivo studies with MDA-MB-231 tumor-bearing Balb/c mice. © 2017 Elsevier Inc. All rights reserved.

    Palavras-Chave: radiopharmaceuticals; nanotechnology; neoplasms; tumor cells; nanoparticles; silica; porous materials; drugs

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  • IPEN-DOC 25309

    BATISTA, J.G.S. ; LUGAO, A.B. ; ROGERO, S. ; CAVALCANTE, A.K. ; MAZIERO, J.S. . Nanopartículas de ouro com potencial teranóstico de câncer sintetizadas por meio de nanotecnologia verde. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3902-3902.

    Abstract: Grupos de pesquisa ao redor do mundo voltaram a atenção para as nanopartículas de ouro pelo fato destas atenderem as necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas na orientação e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biosensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos e como teranóstico. São capazes de gerar imagens e aniquilar células cancerosas, simultaneamente. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor modificações moleculares, como a funcionalização de superfície, que promova a melhora da farmacocinética desses compostos, diminua a toxicidade e possibilite o direcionamento a alvos específicos. Esse estudo visa o desenvolvimento de uma nova nanopartícula de ouro (AuNP), utilizando albumina humana (ASH) e epigalocatequinagalato (EGCG), na tentativa de diminuir a captação hepática e melhorar a biodisponibilidade dessas nanopartículas. A metodologia de síntese foi adaptada e estabelecida. A sua reprodutibilidade foi avaliada com base nos ensaios de caracterização físico-química, que foram realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis e fluorescência, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH e concentração de cloreto de sódio (NaCl). As nanopartículas não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro, nas concentrações testadas e se mostraram estáveis na faixa de pH entre 5 e 9, e também em concentrações de NaCL até 3%.

    Palavras-Chave: nanoparticles; gold; nanotechnology; neoplasms; antimitotic drugs; therapy; tumor cells

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  • IPEN-DOC 22655

    SARCINELLI, MICHELLE A.; ALBERNAZ, MARTA de S.; SZWED, MARZENA; ISCAIFE, ALEXANDRE; LEITE, KATIA R.M.; JUNQUEIRA, MARA de S.; BERNARDES, EMERSON S. ; SILVA, EMERSON O. da; TAVARES, MARIA I.B.; SANTOS-OLIVEIRA, RALPH. Nanoradiopharmaceuticals for breast cancer imaging: development, characterization, and imaging in inducted animals. OncoTargets and Therapy, v. 9, p. 5847-5854, 2016. DOI: 10.2147/OTT.S110787

    Abstract: Monoclonal antibodies as polymeric nanoparticles are quite interesting and endow this new drug category with many advantages, especially by reducing the number of adverse reactions and, in the case of radiopharmaceuticals, also reducing the amount of radiation (dose) administered to the patient. In this study, a nanoradiopharmaceutical was developed using polylactic acid (PLA)/polyvinyl alcohol (PVA)/montmorillonite (MMT)/trastuzumab nanoparticles labeled with technetium-99m (99mTc) for breast cancer imaging. In order to confirm the nanoparticle formation, atomic force microscopy and dynamic light scattering were performed. Cytotoxicity of the nanoparticle and biodistribution with 99mTc in healthy and inducted animals were also measured. The results from atomic force microscopy showed that the nanoparticles were spherical, with a size range of ~200–500 nm. The dynamic light scattering analysis demonstrated that over 90% of the nanoparticles produced had a size of 287 nm with a zeta potential of -14,6 mV. The cytotoxicity results demonstrated that the nanoparticles were capable of reaching breast cancer cells. The biodistribution data demonstrated that the PLA/PVA/MMT/trastuzumab nanoparticles labeled with 99mTc have great renal clearance and also a high uptake by the lesion, as ~45% of the PLA/PVA/MMT/trastuzumab nanoparticles injected were taken up by the lesion. The data support PLA/PVA/MMT/trastuzumab labeled with 99mTc nanoparticles as nanoradiopharmaceuticals for breast cancer imaging.

    Palavras-Chave: medicine; neoplasms; radiopharmaceuticals; nanotechnology; mammary glands; molecular structure; image processing; nanostructures; diagnosis; nuclear medicine

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  • IPEN-DOC 21285

    SILVA, ANA C.C. da ; MASTRO, NELIDA L. del . Nanotechnology, energy and nanomedicine: a survey on scientific communications. Journal of Scientific Research and Studies, v. 2, n. 8, p. 187-194, 2015.

    Palavras-Chave: nanotechnology; energy sources; medicine; computer codes; information; research programs

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  • IPEN-DOC 25208

    KATTI, K.V.; KHOOBCHANDANI, M.; THIPE, V.C.; AL-YASIRI, A.Y.; KATTI, K.K.; LOYALKA, S.K.; SAKR, T.M.; LUGAO, A.B. . Prostate tumor therapy advances in nuclear medicine: green nanotechnology toward the design of tumor specific radioactive gold nanoparticles. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, v. 318, n. 3, p. 1737-1747, 2018. DOI: 10.1007/s10967-018-6320-4

    Abstract: We report herein an innovative approach to prostate tumor therapy using tumor specific radioactive gold nanoparticles (198Au) functionalized with Mangiferin (MGF). Production and full characterization of MGF-198AuNPs are described. In vivo therapeutic efficacy of MGF-198AuNPs, through intratumoral delivery, in SCID mice bearing prostate tumor xenografts are described. Singular doses of the nano-radiopharmaceutical (MGF-198AuNPs) resulted in over 85% reduction of tumor volume as compared to untreated control groups. The excellent anti-tumor efficacy of MGF-198AuNPs are attributed to the retention of over 90% of the injected dose within tumors for long periods of time. The retention of MGF-198AuNPs is also rationalized in terms of the higher tumor metabolism of glucose which is present in the xanthanoid functionality of MGF. Limited/no lymphatic drainage of MGF-198AuNPs to various non-target organs is an attractive feature presenting realistic scope for the clinical translation of MGF-198AuNPs in for treating prostate cancers in human patients. The comparative analysis of MGF-198AuNPs with other radioactive gold nanoparticles, functionalized either with epigallocatechin gallate or the Gum Arabic, has revealed significantly superior tumoricidal characteristics of MGF-198AuNPs, thus corroborating the importance of the tumor-avid glucose motif of MGF. Oncological implications of MGF-198AuNPs as a new therapeutic agent for treating prostate and various solid tumors are presented.

    Palavras-Chave: neoplasms; prostate; nuclear medicine; gold; nanoparticles; therapy; nanotechnology; radiation effects; brachytherapy

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  • IPEN-DOC 25820

    SOUZA, CARLA D. de ; NOGUEIRA, BEATRIZ R. ; ROSTELATO, MARIA E.C.M. . Review of the methodologies used in the synthesis gold nanoparticles by chemical reduction. Journal of Alloys and Compounds, v. 798, p. 714-740, 2019. DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.05.153

    Abstract: This paper presents a review in gold nanoparticles focusing on chemical reduction synthesis mechanisms. We hope to aid students and researchers starting in the nanotechnology field by compiling the most used synthesis methods, so they can select the ones that best suit them. The compiled information in this paper approached the following methods: Turkevich Method; Synthesis with NaBH4 with/without citrate; Seeding- Growth; Synthesis by Ascorbic Acid; Green Synthesis; Brust-Schiffrin; and synthesis using other reducing agents. Papers that had clear synthesis information were selected for this work, but that doesn't mean they were synthesis focused. Over 150 papers were analyzed. After compiling the information for these papers, we can conclude that nanoscience is revolutionizing all the areas that are applied to.

    Palavras-Chave: gold; nanoparticles; synthesis; chemical reactions; reduction; nanotechnology; citrates; sodium compounds; ascorbic acid; surfactants; borohydrides; bromides; seeds

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.