Proteins incorporated into phospholipid Langmuir-Blodgett (LB) films are a good model system for biomembranes and enzyme immobilization studies. The specific fluidity of biomembranes, an important requisite for enzymatic activity, is naturally controlled by varying phospholipid compositions. In a model system, instead, LB film fluidity may be varied by covering the top layer with different substances able to interact simultaneously with the phospholipid and the protein to be immobilized. In this study, we immobilized a carbohydrate rich Neurospora crassa alkaline phosphatase (NCAP) in monolayers of the sodium salt of dihexadecylphosphoric acid (DHP), a synthetic phospholipid that provides very condensed Langmuir films. The binding of NCAP to DHP Langmuir-Blodgett (LB) films was mediated by the anionic polysaccharide iota-carrageenan (iota-car). Combining results from surface isotherms and the quartz crystal microbalance technique, we concluded that the polysaccharide was essential to promote the interaction between DHP and NCAP and also to increase the fluidity of the film. An estimate of DHP:iota-car ratio within the film also revealed that the polysaccharide binds to DHP LB film in an extended conformation. Furthermore, the investigation of the polysaccharide conformation at molecular level, using sum-frequency vibrational spectroscopy (SFG), indicated a preferential conformation of the carrageenan molecules with the sulfate groups oriented toward the phospholipid monolayer, and both the hydroxyl and ether groups interacting preferentially with the protein. These results demonstrate how interfacial electric fields can reorient and induce conformational changes in macromolecules, which may significantly affect intermolecular interactions at interfaces. This detailed knowledge of the interaction mechanism between the enzyme and the LB film is relevant to design strategies for enzyme immobilization when orientation and fluidity properties of the film provided by the matrix are important to improve enzymatic activity.

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Polyethylene (PE) is a polymer that has a low adhesion property, which is related to its low surface energy. However, the plasma treatment aims the modification of the surface properties without affecting the polymer structure. In this sense, the objective of this work was to prepare biocomposite films via flat extrusion with Green PE matrix and Expanded Vermiculite Clay (VMT), contents of 1, 3 and 6%. The films were treated by plasma in two different ways: Oxygen (O 2) atmosphere (Condition 1); and Argon/Hydrogen (Ar/H 2) atmosphere followed by a plasma treatment under O 2 atmosphere (Condition 2). The results of the contact angle measurements indicated that the incorporation of VMT and the conditions used for plasma treatment increased the films wettability due to the hydrophilic character of VMT and also as a consequence of the plasma. In contrast, the XRD diffractograms indicated that there were no significant changes in the films structure.

RESUMO O Polietileno (PE) Verde é um polímero sintético que apresenta baixa energia superficial, que resulta em fraca propriedade de adesão. Esta baixa adesão, provoca alguns problemas relativos às aplicações práticas dos polímeros, como fraca aderência de tintas de impressão, revestimentos, adesivos e metais à superfície do polímero, entre outros. Uma maneira de alterar essa propriedade é por meio da aplicação de um tratamento por plasma. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi preparar, via extrusão plana, filmes de biocompósitos com matriz de PE Verde (PEPURO) e carga de argila Vermiculita Expandida (VMT) no teor de 1%. Os filmes foram tratados por plasma em duas condições distintas: sob atmosfera de Oxigênio (O2) (C1); e sob atmosfera correspondendo a mistura de Argônio/Hidrogênio (Ar/H2) e um posterior tratamento por plasma sob atmosfera de O2 (C2). Os resultados indicaram que os tratamentos a plasma e a incorporação de VMT aumentaram a hidrofilicidade dos filmes, sendo que a aplicação da condição 2 (C2) mostrou-se de maneira mais eficiente. O PEPURO não tratado apresentou redução significativa de resistência máxima a tração com a inserção de VMT, já com a aplicação dos tratamentos (C1 e C2) os valores de resistência foram superiores. Em relação à rugosidade foi possível verificar que a aplicação do plasma aumentou a rugosidade na superfície das amostras. Estes resultados indicaram que o aumento da hidrofilicidade e da rugosidade resultaram em um aumento significativo na interação de fluidos com a superfície e também melhora das características adesivas do polímero.

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Dedico este trabalho à minha família: meus pais, Francisca e Zacarias, pelo apoio incondicional e sempre presente, pela fé e empenho que sempre me dedicaram; meus irmãos Kelson e Gerlane, pela coragem, pelo amor e carinho; Dilleys, minha esposa, pelo amor, pelo imenso apoio e pela compreensão; pequena Nicolly Maria, um presente na vida de todos. Agradecimentos Meu primeiro sentimento de gratidão é com o Pai, que sempre me olhou e confiou; e nunca me desamparou. Pelo apoio, auxílio e conforto nas horas difíceis; pois quando das fraquezas, Ele me fortaleceu. Ele me conhece. Ele me auxilia. Por tudo, Pai, obrigado. Aos meus pais, Francisca e Zacarias, meus primeiros e grandes mestres, pelas orientações e lições que guardo comigo por toda a vida. A minha esposa, Dilleys, por tudo o que representa na minha vida, pelo apoio, e pela dedicação que me foram muito importantes nesta jornada. Por todo o amor e carinho. Ao Prof. Dr. Paulo Barbeitas Miranda, meu orientador neste trabalho, pela paciência, atenção e dedicação que sempre dispôs. Também pela amizade que se dispôs a compartilhar; e pela confiança que me foram depositadas para a realização deste trabalho. E ainda pelos valiosos ensinamentos que promoveram o meu crescimento acadêmico, profissional e pessoal. Ao Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Jr., pela confiança em mim depositada durante as realizações de trabalhos em colaboração, e pelo enorme sentimento de generosidade e humanidade ao indicar-me como bolsista de Doutorado (CNPq). Por isso, minha eterna gratidão.

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Introduction: Surface treatment is an important technique to increase adhesion between implants and bones, improving its mechanical characteristics and consequently the patient's comfort. Objectives: Ni-Cr alloys were the object of study in this work, with the purpose of analyzing and evaluating the effect of thin films deposition of titanium nitride via plasma, on its surface and comparing with cathodic cage (CC) and hollow cathode (HC) methods, for dental applications. Methods: Eighteen samples were prepared and the experiment was conducted in two steps: the pre-sputtering (1h, 350 °C, gases: Ar and H) and sputtering (4h, 450 °C, gases: Ar, Ni, and H). To characterize and compare the samples with those of reference, the Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Vickers Microhardness and wettability tests were used. Results: The results presented by SEM showed that during the surface treatment using CC, voids were formed, and using HC, the samples showed a more homogenous behavior. In microhardness tests, using a 25gf load, it was possible to observe that the HC method allowed an increase of 87% when compared to the reference and treated samples. Significance: Lastly, it can be concluded that both methods are suitable for Ni-Cr alloy surface treatment, and the HC technique, a method already used by dental professionals, presents better results due to the formation of a thicker film layer.