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Sustainable nanostructured materials based on biodegradable polymers and luminescent carbon nanoparticles

Grant number: 17/18826-3
Support type:Regular Research Grants
Duration: February 01, 2018 - July 31, 2020
Field of knowledge:Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Nonmetallic Materials
Principal Investigator:Bruno Vinícius Manzolli Rodrigues
Grantee:Bruno Vinícius Manzolli Rodrigues
Home Institution: Universidade Brasil. Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brazil
Assoc. researchers:Adriana Pavinatto da Costa ; Daniel Souza Corrêa ; Jorge Augusto de Moura Delezuk ; Rodrigo Savio Pessoa

Abstract

In recent years, the investigation of nanostructured materials based on polymer nanofibers/nanoparticles has presented an expressive growth, mainly for the development of miniaturized devices. The reduction of fibers' diameters to the sub-micro and nano scales is responsible for increasing the surface area and also responsible for the generation of materials with improved mechanical performance and flexibility of functionalization. More recently, in the nanoparticle field, the so-called carbon quantum dots (C-dots) and graphene quantum dots (GQDs) have emerged as excellent universal fluorophores, as alternatives to the semiconductor QDs, which are toxic and poorly soluble. Both C-dots and GQDs present a unique combination of properties, e.g., excellent photostability, biocompatibility, bactericidal effect, adjustable photoluminescence and easiness of interaction and functionalization with biomolecules. Although the combination of polymer nanofibers with GQDs and C-dots seems attractive to the generation of hybrid nanomaterials, there is still a notable lack of deeper studies in this field. In this context, this project approaches a systematic study focusing on routes of preparation of hybrid nanostructured materials from the electrospinning of polymer/C-dots and polymer/GQDs solutions. Water-soluble polymers, e.g., poly (vinyl alcohol) (PVA), FDA approved polymers, e.g. polycaprolactone (PCL) and biomass-based polymer such as cellulose acetate and chitosan will be considered. The routes of preparation of C-dots and GQDs will be based on the pyrolysis or carbonization of small organic molecules from natural sources, such as citric acid, glucose and coffee grounds. Given the tridimensional and porous structure of the electrospun matrices and their high surface/volume ratio, these nanomaterials may present a high potential of biomedical applications, in fields such as bioimaging, controlled release of drugs/genes, bactericidal membranes and optical sensing. All materials will be further characterized using a wide range of techniques, including UV-vis and fluorescence spectroscopies, FTIR, as well as thermal analysis (DSC e TG), X-ray diffraction and scanning and transmission electronic microscopies. Posteriorly, aiming at further biomedical applications, these nanostructured materials will be evaluated for their bactericidal activity as well as for their potential as optical sensors for the detection of diverse analytes, as for example, glucose and hexavalent chromium [Cr(VI)]. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Brazilian researchers create an optical sensor to detect glucose 
Articles published in other media outlets (29 total):
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Correio Braziliense online: Sensor ótico brasileiro permite medição de glicemia de forma mais rápida (02/Dec/2019)
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UOL: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (03/Nov/2019)
Programa InfoSalud (Argentina): Científicos brasileños crean un sensor óptico para la detección de glucosa (06/Feb/2020)
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Os Cabeças da Notícia: Sensor ótico brasileiro permite medição de glicemia de forma mais rápida (02/Dec/2019)
SBQ - Sociedade Brasileira de Química: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (18/Nov/2019)
Pfarma: Pesquisadores criam sensor óptico para monitorar nível de glicose (12/Nov/2019)
Portal São José dos Campos: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (11/Nov/2019)
Diário da Saúde: Brasileiros criam sensor que muda de cor para mostrar nível de glicose (08/Nov/2019)
Jornal Joseense News: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (06/Nov/2019)
2A+ Farma: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (04/Nov/2019)
ABIPTI - Associação Brasileira das Instituições de Pesquisa Tecnológica e Inovação: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (04/Nov/2019)
Brasil CT&I: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (04/Nov/2019)
Espaço Ecológico no Ar: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (03/Nov/2019)
Central das Notícias: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (03/Nov/2019)
Confap - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Esteta : Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Revista Amazônia: Pesquisadores brasileiros desenvolvem sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
NewsLab online: Sensor óptico para detecção de glicose é desenvolvido por estudo brasileiro (01/Nov/2019)
LabNetwork: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Jornal da Ciência online: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Sociedade Científica: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
W Rádio Brasil: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Portal da Enfermagem: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)
Jornal Integração: Pesquisadores brasileiros criam sensor óptico para detecção de glicose (01/Nov/2019)

Scientific publications
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
FURQUIM, F. C.; SANTOS, E. N.; MERCANTE, L. A.; AMARAL, M. M.; PAVINATTO, A.; RODRIGUES, B. V. M. Green and low-cost electrospun membranes from polycaprolactone/graphene oxide for Bisphenol A sensing. Materials Letters, v. 274, SEP 1 2020. Web of Science Citations: 0.
RODRIGUES, BRUNO V. M.; CABRAL, TAYNA S.; SGOBBI, LIVIA F.; DELEZUK, JORGE A. M.; PESSOA, RODRIGO S.; TRIBONI, EDUARDO R.; DE MORAES, THAISA B. F.; LOBO, ANDERSON O. A simple and green method for the production of nanostructured materials from poly(vinyl alcohol)/graphene quantum dots. Materials Chemistry and Physics, v. 219, p. 242-250, NOV 1 2018. Web of Science Citations: 2.
GALVAO, NIERLLY; VASCONCELOS, GETULIO; PESSOA, RODRIGO; MACHADO, JOAO; GUERINO, MARCIEL; FRAGA, MARIANA; RODRIGUES, BRUNO; CAMUS, JULIEN; DJOUADI, ABDOU; MACIEL, HOMERO. A Novel Method of Synthesizing Graphene for Electronic Device Applications. MATERIALS, v. 11, n. 7 JUL 2018. Web of Science Citations: 1.

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