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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44392
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorLima, Jéssica Brito dos Santos-
dc.date.accessioned2026-04-16T18:05:36Z-
dc.date.available2026-04-16-
dc.date.available2026-04-16T18:05:36Z-
dc.date.issued2026-04-10-
dc.identifier.citationLIMA, Jéssica Brito dos Santos. Nanofibras cerâmicas eletrofiadas como nanozymes: síntese, caracterização e aplicação em sensores colorimétricos. 2026. 139 f. Tese (Doutorado em Química) Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2026.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/44392-
dc.description.abstractThe increasing demand for food safety and access to potable water has spurred the development of simple, rapid, and low-cost analytical methods for determining chemical species of interest. However, although highly sensitive, conventional analytical techniques often require expensive instrumentation, extensive laboratory infrastructure, and long analysis times. In this context, nanozyme-based colorimetric sensing has emerged as a promising alternative. Nanozymes are nanomaterials that mimic the catalytic activity of natural enzymes, promoting the oxidation of chromogenic substrates and producing color changes that enable the detection and quantification of analytes. Among the materials investigated for this purpose, metal oxides have attracted significant attention due to their high chemical stability and catalytic activity. However, the use of ceramic nanofibers in nanozyme-based platforms remains limited, despite their structural advantages, such as high surface area and one-dimensional morphology, which can enhance catalytic performance. In this work, precursor nanofiber membranes containing zinc and manganese salts were produced by electrospinning and subsequently calcined to yield ceramic nanofibers (NFII, NFIII, NFIV, and NFV) with compositions controlled by the metal salt ratio. The physicochemical properties of the materials were characterized by scanning electron microscopy, energy-dispersive spectrometry, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectrometry, and nitrogen physisorption, enabling correlations between morphology, composition, crystalline structure, and surface area. The oxidase-like activity of the nanofibers was evaluated using the chromogenic substrates tetramethylbenzidine (TMB), 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), and o-phenylenediamine (OPD), yielding kinetic parameters (Km and Vmax) comparable to or higher than those reported in the literature. Based on this catalytic activity, colorimetric sensors were developed for the determination of nitrite and ascorbic acid. The NFII/TMB system was applied to nitrite detection using ratiometric, spectrophotometric, and smartphone-assisted approaches, with limits of detection (LOD) of 4.0 and 4.8 µmol L-1, respectively. For ascorbic acid determination, the NFIII/ABTS and NFIII/OPD systems showed LODs of 0.7 and 1.5 µmol L-1, respectively. The developed sensors showed good sensitivity, selectivity, and stability, and were successfully applied to the determination of the analytes in drinking water and fruit juice samples, with recoveries ranging from 92.0 to 104.9%. These results demonstrate the potential of electrospun ceramic nanofibers as nanozymes for developing simple, accessible colorimetric platforms for food and water quality monitoring.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEletrofiaçãopt_BR
dc.subjectNanofibras cerâmicaspt_BR
dc.subjectNanozymespt_BR
dc.subjectSensor colorimétricopt_BR
dc.subject.otherElectrospinningpt_BR
dc.subject.otherCeramic nanofiberspt_BR
dc.subject.otherNanozymespt_BR
dc.subject.otherColorimetric sensorpt_BR
dc.titleNanofibras cerâmicas eletrofiadas como nanozymes: síntese, caracterização e aplicação em sensores colorimétricospt_BR
dc.title.alternativeElectrospun ceramic nanofibers as nanozymes: synthesis, characterization and application in colorimetric sensors.pt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.contributor.advisor1Mercante, Luiza Amim-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4206-6545pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4746829076971556pt_BR
dc.contributor.referee1Mercante, Luiza Amim-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4206-6545pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4746829076971556pt_BR
dc.contributor.referee2Silva, Luciana Almeida da-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-0804-0042pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8485782557248922pt_BR
dc.contributor.referee3Araujo, Rennan Geovanny Oliveira-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-6955-8115pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3891753417538363pt_BR
dc.contributor.referee4Costa, Adriana Pavinatto da-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-1370-9070pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7740074487398875pt_BR
dc.contributor.referee5Facure, Murilo Henrique Moreira-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0003-0858-0364pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/4173216607463824pt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-9374-3924pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8993946267523920pt_BR
dc.description.resumoDiante das crescentes demandas da sociedade por segurança alimentar e acesso à água potável, o desenvolvimento de métodos analíticos simples, rápidos e de baixo custo para o monitoramento de espécies químicas de interesse tem recebido atenção crescente. Entretanto, os métodos analíticos tradicionalmente empregados para essa finalidade, embora sensíveis, frequentemente apresentam elevado custo instrumental, necessidade de infraestrutura laboratorial e longos tempos de análise. Nesse contexto, o sensoriamento colorimétrico baseado em nanozymes surge como uma alternativa promissora. Nanozymes são nanomateriais capazes de mimetizar a atividade catalítica de enzimas naturais, promovendo a oxidação de substratos cromogênicos e gerando mudanças de coloração que permitem a identificação e quantificação de analitos. Entre os materiais investigados para essa finalidade, os óxidos metálicos destacam-se por sua elevada estabilidade química e por suas propriedades catalíticas favoráveis. Entretanto, a exploração de nanofibras cerâmicas como plataformas nanozimáticas ainda permanece limitada, apesar das vantagens estruturais dessas nanoestruturas, como a elevada área superficial e a morfologia unidimensional, características que podem favorecer processos catalíticos. Nesse sentido, neste trabalho, mantas de nanofibras precursoras contendo sais de zinco e manganês foram obtidas por eletrofiação e, posteriormente, submetidas à calcinação, resultando na formação de nanofibras cerâmicas nanoestruturadas (NFII, NFIII, NFIV e NFV) com composições ajustadas pela proporção entre os sais metálicos. As propriedades físico-químicas dos materiais foram investigadas por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva, difração de raios X, espectrometria fotoeletrônica de raios X e adsorção física de nitrogênio, permitindo correlacionar morfologia, composição, estrutura cristalina e área superficial das nanofibras obtidas. A capacidade das nanofibras de mimetizar a enzima oxidase foi avaliada utilizando os substratos cromogênicos tetrametilbenzidina (TMB), 2,2′-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico) (ABTS) e o-fenilenodiamina (OPD), obtendo-se parâmetros cinéticos (Km e Vmax) comparáveis ou superiores aos relatados na literatura. A elevada atividade catalítica observada foi explorada no desenvolvimento de sensores colorimétricos para a determinação de nitrito e de ácido ascórbico. O sistema NFII/TMB foi aplicado na determinação do íon nitrito por meio de uma abordagem ratiométrica, espectrofotométrica e assistida por smartphone, apresentando limites de detecção (LD) de 4,0 e 4,8 µmol L-1, respectivamente. Por sua vez, os sistemas NFIII/ABTS e NFIII/OPD foram empregados na determinação de ácido ascórbico, com limites de detecção de 0,7 e 1,5 µmol L-1, respectivamente. Os sensores desenvolvidos apresentaram elevada sensibilidade, seletividade e estabilidade, sendo aplicados com sucesso na determinação dos analitos em amostras reais de água potável e sucos, com recuperações entre 92,0 e 104,9%. Os resultados evidenciam o potencial das nanofibras cerâmicas eletrofiadas como nanozymes para o desenvolvimento de plataformas colorimétricas simples e acessíveis voltadas ao monitoramento da qualidade de alimentos e da água.pt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Químicapt_BR
dc.type.degreeDoutoradopt_BR
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Tese Doutorado_Jéssica B. S. Lima_PPGQuim_UFBA.pdfNanofibras cerâmicas eletrofiadas como nanozymes: síntese, caracterização e aplicação em sensores colorimétricos8,93 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir
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