Indium have been widely investigated by scientists because of its several interesting properties and its use in different applications in the manufacture of TVs screens, computers, cell phones, solar panels, electroluminescent diodes (LEDs), organic electroluminescent diodes (OLEDs), DNA and antibody sensors, electrocatalysts, architectural glass coatings, low melting alloys, thermal interface materials, aircraft engine bearings, among others. The economic urge to make devices more cost effective and efficient has guide developments in different deposition technologies, such as dip-coating, plating, thick and thin film deposition. However, indium is classified as a critical metal. In this sense, we discussed the economic viability and spatial distribution of the indium resources in Brazil and worldwide considering that its supply still remains a concern. On top of that, the present review discusses the scientific and technological aspects of indium materials and highlights the major advances regarding their synthesis, properties and applications.

Hidróxidos duplos lamelares (HDLs) têm sido amplamente investigados devido às suas diversas aplicações nas indústrias de materiais e biotecnologia. A combinação de nanopartículas de prata com o material biocompatível HDL pode criar um novo material híbrido com novas propriedades sinergísticas. Neste trabalho, nanopartículas de prata biogênicas (AgNPbio) foram associadas com Mg-Al HDL para obter o material híbrido HDL-AgNPbio. O novo material híbrido obtido foi caracterizado por difratometria de raios X (XRD), microscopias eletrônica de transmissão (TEM) e de varredura com espectroscopia de energia dispersiva por raios-X (MEV-EDS), espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). O HDL foi eficiente em adsorver nanopartículas de prata devido à carga superficial oposta entre as AgNPbio (ζ = -13,2 mV) e o HDL (ζ = +3,2 mV). Além disso, as AgNPbio não foram lixiviadas do material híbrido, mesmo após cinco ciclos de lavagem, indicando uma forte interação. Uma importante propriedade deste material híbrido foi a sua atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli e ausência de efeito citotóxico em células de fibroblastos (V79). Este material híbrido é um interessante e promissor nanobiocompósito para aplicações biomédicas e cosméticas.

Layered double hydroxides (LDHs) have been widely investigated due to their several applications in the material and biotechnology industries. The combination of silver nanoparticles with biocompatible LDH material can create a new hybrid material with new properties. In this work, biogenic silver nanoparticles (AgNPbio) were associated with Mg-Al LDH to obtain the hybrid material LDH-AgNPbio. The new hybrid material obtained was characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), transmission electron microscopy (TEM), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). LDH was efficient to absorb silver nanoparticles due to an opposite surface charge between AgNPbio (ζ = -13.2 mV) and LDH (ζ = +3.2 mV). Furthermore, AgNPbio was not lixiviated from LDH-AgNPbio, even after five washes, indicating a strong interaction. An important property of this hybrid material was its antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli and absence of cytotoxic effect to fibroblast cell (V79). This hybrid material is an interesting and promising nanobiocomposite for biomedical and cosmetic applications.

Nanopartículas mesoporosas de sílica são conhecidas por induzirem hemólise de células vermelhas do sangue (RBCs) humano quando ensaios de citotoxicidade são feitos em solução-tampão de fosfato (PBS). Entretanto, em uma abordagem mais realista, a presença de biomoléculas do plasma sanguíneo precisa ser considerada em qualquer avaliação nanotoxicológica de nanopartículas porosas de SiO2 quando se objetiva a sua utilização em aplicações biomédicas através de administração intravenosa. Nesse contexto, demonstrou-se neste trabalho que nanopartículas porosas de sílica não induzem nenhum efeito citotóxico em células vermelhas do sangue quando ensaios de hemólise são feitos na presença de plasma sanguíneo, independentemente da carga superficial (positiva ou negativa) da nanopartícula. A ausência de hemólise está principalmente associada à adsorção de proteínas do plasma sobre a superfície das nanopartículas, levando à formação de um recobrimento proteico estável (denominado protein corona ou PC) que blinda o ambiente microquímico original das nanopartículas.

Mesoporous silica nanoparticles are known to induce the hemolysis of human red blood cells (RBCs) when citotoxicity assays are performed in a phosphate buffer solution (PBS). However, in a more realistic approach, the presence of blood plasma biomolecules must be considered in any nanotoxicological evaluation of porous SiO2 nanoparticles when biomedical applications through intravenous administration are aimed. In this context, it is demonstrated in this work that porous silica nanoparticles do not induce any cytotoxic effect on RBCs when hemolysis assay is done in the presence of blood plasma, regardless the surface charge (positive or negative) of the nanoparticle. The absence of hemolysis is mainly associated with the adsorption of plasma proteins on the nanoparticle surface, which leads to the formation of a stable protein coating (called protein corona or PC) that shields the original microchemical environment of bare nanoparticles.

As propriedades da prata são conhecidas há muitos anos. Recentemente, as nanopartículas de prata têm chamado a atenção por sua atividade antimicrobiana que oferece a possibilidade de uso com propósitos médicos e de higiene. Estas nanopartículas de prata em diferentes formulações, com diferentes formas e tamanhos, exibem atividades antimicrobianas diferentes. Entretanto, os mecanismos da atividade antimicrobiana de íons e de nanopartículas, assim como sua toxicidade em tecidos humanos não estão totalmente esclarecidos. Esta revisão avalia o uso potencial de nanopartículas de prata no controle de patogênicos com ênfase sobre sua ação contra bactérias patogênicas, sua toxicidade e possíveis mecanismos de ação.

The antimicrobial properties of silver have been known for thousands of years. Recently, silver nanoparticles have gained attention because of their antimicrobial activity which offers the possibility of their use for medical and hygiene purposes. Indeed, silver nanoparticles in different formulations and with different shapes and sizes exhibit variable antimicrobial activity. However, the mechanisms of antimicrobial activity of silver ions and silver nanoparticles, and their toxicity to human tissues are not fully characterized. This review evaluates the potential use of silver nanoparticles to control pathogens with emphasis on their action against pathogenic bacteria, their toxicity and possible mechanisms of action.

Este trabalho relata a interação de nanotubos de titanato de sódio (Na-TiNT) com soluções aquosas de ácido benzóico, ácido fenilfosfônico e anilina. Os Na-TiNT foram obtidos através do tratamento hidrotérmico de TiO2 em solução aquosa de NaOH. Os resultados obtidos através de FTIR, XRD, TEM e análise elementar mostraram que a estabilidade química, estrutural e morfológica dos nanotubos está relacionada à natureza química do meio (básico ou ácido) e às condições de tratamento (temperatura e tempo de contato). A fase α-fenilfosfonato de titânio(IV) foi formada a partir da interação dos Na-TiNT com ácido fenilfosfônico; a quantidade da nova fase foi dependente do tempo de contato e sua cristalinidade da temperatura. Porém, TiO2 ou nanotubo de titanato contendo H+ foram obtidos, em função das condições de tratamento, a partir da interação dos Na-TiNT com ácido benzóico. Quando os Na-TiNT interagiram com a anilina nenhuma mudança estrutural, morfológica ou composicional foi observada.

This work reports the interaction of sodium titanate nanotubes (Na-TiNT) with aqueous solutions of benzoic and phenylphosphonic acids and of aniline. The Na-TiNT were obtained from hydrothermal treatment of TiO2 in aqueous NaOH solution. The results obtained from FTIR, XRD, TEM and elemental analyses showed that the chemical, structural and morphological stability of the nanotubes is related to the medium (acidic or basic) and to the treatment conditions (temperature and contact time). A titanium(IV) α-phenylphosphonate phase was obtained from interaction between Na-TiNT and phenylphosphonic acid. The amount and crystallinity of the new phase were dependent of the contact time and temperature, respectively. On the other hand, TiO2 or proton-rich titanate nanotubes were formed, depending on treatment conditions, from interaction between Na-TiNT and benzoic acid. When Na-TiNT interacted with aniline, no chemical, morphological or compositional change was observed.

Este trabalho relata o estudo das propriedades estruturais, morfológicas e vibracionais dos nanotubos e das nanofitas de titanato obtidos a partir de estruturas bidimensionais por meio de tratamento hidrotérmico do TiO2 em solução aquosa de NaOH. As propriedades físicas destas nanoestruturas, como preparadas e tratadas termicamente, são discutidas e comparadas com seus similares "bulks" (Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13). Os resultados obtidos por várias técnicas de caracterização nos permitem concluir que as paredes dos nanotubos e das nanofitas, como preparados, são isoestruturais ao composto Na2Ti3O7. Contudo, nos nanotubos as ligações químicas são deformadas por causa da curvatura das paredes, enquanto nas nanofitas as camadas apresentam apenas uma desordem estrutural provocada pelo efeito de tamanho. As características térmicas das nanofitas são similares àquelas observadas para os nanotubos, nos quais as mudanças estruturais e morfológicas levam para a formação de grandes bastões (bulks) com uma mistura de fase Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13. Concluímos que os nanotubos e as nanofitas de titanato têm a mesma composição química, igual a Na2-xHxTi3O7·nH2O (0 < x < 2). Também podemos sugerir que a espectroscopia Raman pode ser usada para uma fácil e rápida identificação das mudanças morfológicas e estruturais das nanoestruturas de titanato.

This work reports the structural, morphological and vibrational properties of titanate nanotubes and nanoribbons obtained from bidimensional structures by hydrothermal treatment of TiO2 in aqueous NaOH solutions. The physical properties of these as-synthesized and heat-treated nanostructures are discussed in comparison with their bulk (Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13) counterparts. The results obtained from several characterization techniques allowed to conclude that the layers of both as-synthesized nanotubes and nanoribbons are isostructural to the Na2Ti3O7 compound. However, in the nanotubes, the chemical bonds are deformed because of the curvature of walls while in the nanoribbons the layers present structural disorder due only the size effects. The thermal behavior of titanate nanoribbons is similar to those observed for titanate nanotubes. When thermally treated titanate nanoribbons change to bulk with a phase mixing of Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13. We conclude in this work that the chemical composition of both the titanate nanotubes and the nanoribbons is the same, Na2-xHxTi3O7·nH2O (0 < x < 2) and Raman spectroscopy can be used for an easy and quick identification of both morphology and structure changes of the nanosized titanates.

Estudos dos complexos Pd2(dppm)2Cl2, Pd2(dppm)(SnCl3)Cl e Pd2(dppm)2(SnCl3) (dppm = bis[diphenylphosphino(methane)], (C6H5)2PCH2P(C6H5)2) por análise termogravimétrica (TG), no estado sólido e imobilizados no vidro poroso Vycor, são descritos. Os mecanismos de decomposição dos complexos no estado sólido e imobilizados no vidro poroso Vycor são similares e apenas uma ligeira estabilização é observada mediante a imobilização. Os produtos de decomposição foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopias Raman e de Refletância difusa no infravermelho, indicando a presença de uma mistura de paládio metálico e espécies oxidadas tais como PdO, fosfatos condensados, SnO2 e SnP2O7. Os produtos de decomposição dos complexos imobilizados no PVG apresentaram quantidades mais elevadas de PdO do que os resíduos no estado sólido, segundo a difração de raios-X, em virtude provavelmente da ocorrência de reações com grupamentos da superfície do vidro, bem como pelo fato de que as moléculas adsorvidas se encontram isoladas umas em relação às outras.

Thermal behavior of the complexes Pd2(dppm)2Cl2, Pd2(dppm)2(SnCl3)Cl and Pd2(dppm)2(SnCl3)2 (dppm = bis[diphenylphosphino(methane)], ((C6H5)2PCH2P(C6H5)2) in the solid state and immobilized onto porous Vycor glass was studied. Similar decomposition mechanisms were observed for the solid and immobilized complexes, with a small thermal stabilization upon immobilization. The decomposition products were characterized by X-ray diffractometry, Raman and diffuse reflectance infrared spectroscopy, which indicated the presence of a mixture of metallic palladium and oxidized species such as PdO,condensed phosphates, SnO2 and SnP2O7. According to X-ray diffractometry, the decomposition products of the immobilized complexes presented higher amounts of PdO than the solid-state residues, probably as an effect of interactions with silanol groups present in the glass surface.

O topiramato, que é uma poderosa droga anticonvulsiva utilizada para controlar os sintomas da epilepsia, foi investigado pelas técnicas de difratometria de raios X, FT-Raman, FT-infravermelho, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial e cálculos com teoria do funcional de densidade. A partir deste estudo foi possível identificar a maior parte das bandas observadas nos espectros Raman e infravermelho. Das análises térmicas, efetuadas da temperatura ambiente até 900 ºC, verificou-se que o material não apresenta nenhuma mudança de fase e que a decomposição ocorre num processo exotérmico de duas etapas.

Topiramate, a powerful anticonvulsant drug, was investigated by X-ray diffractometry, FT-Raman, FT-IR, TGA and DTA techniques as well as by DFT calculations. From this study it was possible to tentatively assign most of the normal vibrational modes of the crystal. Thermal analysis from room temperature to 900 ºC shows that the material does not present any structural phase transition and that the decomposition occurs in a two-step exothermic process.

Diferentes materiais nanoestruturados à base de carbono, tais como nanotubos, nanofibras, nanomolas e nanooctopus, foram obtidos através do processo de deposição química de vapor. Tais experimentos foram realizados em um forno tubular e variações nos parâmetros experimentais permitiram a obtenção das diferentes nanoestruturas de carbono. Filmes finos de Ni e Cu foram depositados sobre substratos de SiO2/Si e empregados como catalisadores. O efeito de diferentes gases precursores de carbono, da temperatura de crescimento e do metal catalítico sobre as características do material final foi investigado por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e difratometria de raios X com ângulo rasante. O uso dos gases metano e acetileno levaram à formação de nanotubos de carbono para ambos os filmes metálicos, enquanto Ni parcialmente oxidado promoveu o crescimento de nanomolas. Estruturas do tipo octopus foram obtidas a partir do uso de cobre associado a um fornecimento relativamente restrito de metano.

Different carbon nanostructured materials, such as nanotubes, nanofibers, nanosprings and nanooctopus, were grown by changing the metal catalyst and experimental parameters of the thermal chemical vapor deposition process. These experiments were performed using a tubular furnace and methane or acetylene as carbon feedstock gases. Thin films of Ni or Cu were deposited onto a SiO2/Si substrate and employed as catalysts. The effect of the growth temperature, metal catalyst and carbon gas precursor (methane or acetylene) on the final carbon nanoestructured material was studied by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and grazing incidence X-ray diffraction. Growth of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) was observed using both metal films and carbon precursor gases, whereas partially oxidized Ni films promoted formation of nanosprings. Experiments with reduced supply of methane resulted in octopus-like carbon nanostructures when a Cu film was used as a catalyst.

Neste trabalho reportamos reações de troca iônica e decomposição térmica em nanotubos de óxido de titânio, obtidos pelo tratamento hidrotérmico de TiO2 e NaOH. Considerando os resultados obtidos, sugerimos uma nova composição química para os nanotubos: Na2Ti3O7·nH2O. Os resultados também indicam que a estrutura da parede dos nanotubos seria isoestrutural às lamelas observadas para o Na2Ti3O7 bulk. Dependendo da natureza da lavagem (água deionizada ou solução ácida) executada no nanotubo após o tratamento hidrotérmico a concentração de íons Na+ pode ser modificada através de um processo de troca iônica do Na+ por H+. Tais resultados permitem sugerir a seguinte fórmula química geral para os nanotubos obtidos: Na2-xHxTi3O7 ·nH2O (0 < x < 2), sendo x dependente das condições de lavagens.

In this paper we report the ion exchange reactions and the thermal decomposition of titanium oxide nanotubes, obtained by hydrothermal treatment of TiO2 and NaOH. Based on these results we propose a new composition for the as-prepared nanotubes as Na2Ti3O7·nH2O. Our results also suggest that nanotube walls have structure similar to those observed in the layer of the bulk Na2Ti3O7. Depending on how the washing process is performed on the nanotubes (water or acid solutions) the Na+ content can be modified via the exchange reaction of Na+ by H+. Thus, a general chemical formula was also proposed: Na2-xHxTi3O7 ·nH2O (0 < x < 2), x being dependent on the washing process.

Réplicas (bio) inorgânicas de carbonato de cálcio e de hidroxiapatita, com elevada fidelidade à morfologia fibrosa do fruto seco da espécie Luffa cylindrica são descritas, utilizando uma rota de síntese simples e de baixo custo. A esponja vegetal é um molde macroscópico com arquitetura altamente complexa, de baixo custo e de fonte renovável. Dentro do contexto da morfossíntese, a capacidade de replicação da Luffa cylindrica acena com a possibilidade de uso da biodiversidade na obtenção de novos materiais. Enfatizamos que o molde proposto neste trabalho possibilita a preparação de réplicas inorgânicas com o tamanho desejado, em uma escala de centímetros. Este fato é inovador em relação as réplicas inorgânicas descritas na literatura, nas quais predominam a escala micrométrica, limitadas ao tamanho original do molde.

High fidelity calcium carbonate and hydroxyapatite (bio) inorganic replicas of the fibrous network of the dried fruit of Luffa cylindrica are described, utilizing a facile synthetic route. The loofa sponge is a highly complex macroscopic architectural template, an inexpensive and sustainable resource. In the context of the morphosynthesis, the capability of replication of the loofa sponge opens the possibility of the use of biodiversity in obtaining new materials. We would like to emphasize that the template proposed in this paper, makes possible the preparation of inorganic replicas with a very desirable size, on the centimeter scale. This fact is innovative with respect to inorganic replicas described in the literature, which predominate at the micrometric scale, limited to the original size of the template.

The need for new materials to substitute injured or damaged parts of the human body has led scientists of different areas to the investigation of bioceramics since the 70's, when other materials in use started to show implantation problems. Bioceramics show some advantages like being the material that best mimics the bone tissue but also, present low mechanical strength due to its ceramic nature. This paper presents a general view about the topic.

This review discusses the methods used to prepare conductive polymers in confined environments. This spatial restriction causes formation of defect-free polymer chains in the interlayer as porous cavities of inorganic hosts. The properties of the different composites obtained are a synergist combination of the characteristics of the inorganic host and the polymer. This opens new perspectives for the preparation of these materials and widens its potential applications.

Este trabalho focaliza a obtenção de um novo nanocompósito, formado mediante a polimerização in situ de monômeros de pirrol na superfície dos poros de vitrocerâmicas porosas com esqueleto LiTi2(PO4)3, após troca-iônica com cobre.

This work is concerned with evidences of a new composite system, formed by in situ polimerization of pyrrole moieties in the copper-exchanged pore surface of LiTi2(PO4)3 glass ceramic.