Pesquisa Científica
Abaixo estão descritos alguns projetos de pesquisa científica em andamento e recém iniciados. Todos eles são executados em parceria com cientistas de outras instituições.
Estudo das propriedades dinâmicas e estáticas de uma solução coloidal de nanodiscos carregados eletricamente sob efeito de substituições isotópicas. Esta solução se comporta como um sistema complexo onde as interações atrativas e repulsivas entre os nanodiscos em suspensão podem ser facilmente controladas através do ajuste da força iônica da solução e substituições isotópicas. A evolução temporal tanto das propriedades dinâmicas e estáticas deste sistema foi investigado através das técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) em função da concentração dos nanodiscos em ambos solventes H2O e D2O. Este trabalho é importante para compreender o papel do solvente nas interações entre os nanodiscos da solução coloidal e abrir a possibilidade deste sistema complexo ser amplamente investigado por técnicas como espalhamento de nêutrons e ressonância magnética nuclear (RMN) que necessitam da utilização de D2O para o ganho de contraste. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Instituto de Sistemas Complexos do Departamento de Física da Universidade de Roma ''La Sapienza''.
Situação: Manuscrito em fase de submissão.
Efeito da concentração do polímero óxido de polietileno nos fenômenos de agregação e envelhecimento de suspensões de uma argila sintética (Laponite). A dispersão da argila sintética Laponite em solução aquosa faz surgir uma suspensão de nanodiscos que possuem cargas elétricas de sentidos opostos tanto nas bordas quanto nas superfícies. A junção deste sistema com polímeros diversos dá origem a novos materiais nanocompósitos com propriedades mecânicas diferenciadas. Por exemplo, a junção da argila Laponite com o óxido de polietileno faz com que surja propriedades não Newtonianas neste fluido. As propriedades dinâmicas e estrutural deste sistema foram investigadas através das técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) em função da concentração da argila e polímero para vários pesos moleculares. A importância deste trabalho é compreender como as cadeias poliméricas influenciam tanto no comportamento de envelhecimento da argila quanto na estrutura final do sistema. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Instituto de Sistemas Complexos do Departamento de Física da Universidade de Roma ''La Sapienza''.
Situação: Manuscrito em fase de preparação.
Dinâmica de sistemas biológicos via microscopia de desfocalização. A Microscopia de Desfocalização (MD) é uma técnica simples e com alto poder de caracterização de objetos de fase. Ela pode ser facilmente implementada utilizando um microscópio convencional possibilitando a investigação dos parâmetros morfológicos e biomecânicos de células e outros sistemas biológicos. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um método para o estudo de sistemas dinâmicos e consequentemente ter acesso a imagem tridimensional dinâmica do sistema. Para isso, foi desenvolvido um dispositivo óptico que ao ser acoplado a saída óptica de um microscópio gera duas imagens instantâneas desfocalizadas uma em relação a outra. Utilizando somente estas duas imagens desfocalizadas e conhecendo os parâmetros como índice de refração do meio, desfocalização entre as imagens, é possível fazer uma reconstrução 3D total do sistema observado. Para testar o método, utilizamos hemácias como objeto de fase, pois é uma célula simples, sem núcleos ou organelas, e a submetemos a pressão osmótica. A reconstrução 3D do sistema foi feita, mostrando que com este método é possível observar sistemas dinâmicos. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Laboratório de Física Biológico do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais.
Situação: Trabalho em andamento com previsão de defesa da aluna de mestrado Jéssica Rodrigues Silva, sob minha co-orientação, para meados de setembro de 2016.
Transições de uma micro-esfera de poliestireno em movimento Browniano entre dois poços de potencial criado por pinças ópticas. O objetivo deste trabalho foi verificar experimentalmente os resultados teóricos obtidos por Dean S.D. et al. PRE, 71, 2005. Para isso montamos um setup óptico com uma pinça óptica dupla com o intuito de criar um poço de potencial duplo com total controle tanto da altura quanto da distância entre os poços. Foram realizadas uma série de medidas das estatísticas sobre a duração e trajetória das transições de uma micro-esfera de poliestireno em movimento browniano. Realizando o experimento para três distancias diferentes foi possível verificar, que as durações das transições obedecem uma lei de potência, como previsto por Dean S.D. et al. PRE, 71, 2005, e que até hoje não foi evidenciado experimentalmente. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Laboratório de Física Biológico do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais.
Situação: Trabalho em andamento com previsão de defesa do aluno de mestrado André Gentil Almeida Leite, sob minha co-orientação, para o final de setembro de 2016.
Efeito da proteína BAR-I na quebra de trombos induzidos nos vasos capilares da orelha de camundongos sem pelo. Doenças cardiovasculares representam a maior causa de morte em vários países ocidentais. Por isso, descobrir novas substâncias que podem agir como agentes trombolíticos é de extrema importância para produção de novos medicamentos. O objetivo deste trabalho é de testar a proteína BAR-I, que é isolada do veneno de uma serpente, na recanalização e quebra de trombos induzidos propositalmente no tecido vascular da orelha de camundongos. Para isso, utilizando a técnica de microscopia intravital, injetamos 5% de uma substância fluorescente (FITC-dextran) e iluminamos uma região vascular da orelha do camundongo com uma lâmpada de mercúrio na faixa do espectro azul. A solução de FITC-dextran que circula na corrente sanguínea absorve a luz azul e emite luz verde. Este processo causa micro-lesões nos vasos capilares da orelha do camundongo onde se formam o acúmulo de plaquetas (trombo). Após o bloqueio do fluxo sanguíneo no capilar analisado injetamos uma solução da proteína BAR-I (20 mg/Kg) e observamos o retorno gradual do fluxo sanguíneo. Estes resultados in vivo indicam que esta proteína possui um forte potencial para ser utilizado como um efetivo agente trombolítico. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Departamento de Fisiologia e Biofísica e do Laboratório de Física Biológico do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais.
Situação: Trabalho em andamento.
Estudo das propriedades dinâmicas e estruturais de tecidos biológicos. O estudo de tecidos biológicos utilizando radiação eletromagnética vem sendo cada dia mais explorado pela comunidade científica. Mudanças nas propriedades ópticas podem ser facilmente evidenciadas quando tecidos biológicos sadios apresentam qualquer anomalia. O objetivo deste trabalho é de aplicar técnicas de espectroscopia óptica e espalhamento de luz para investigar tecidos biológicos sadios e com anomalias. Utilizando a técnica de espalhamento de luz, é possível acompanhar as propriedades dinâmicas e estruturais dos tecidos biológicos, portanto anomalias presentes tanto no crescimento quanto na organização do tecido podem ser observadas através dos parâmetros obtidos por estas técnicas. - Trabalho realizado em parceria com pesquisadores do Grupo de Óptica e Biofísica do Instituto de Física da Universidade Federal de Uberlândia.
Situação: Recém-iniciado.
