Obtenção e aplicações de nanoestruturas provenientes de biomassa vegetal

• Processo: 18/23769-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Camila Alves de Rezende
• Beneficiário: Camila Alves de Rezende
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Julian Martínez
• Assunto(s): Nanocompósitos Materiais nanoestruturados Celulose Lignina Nanocristais de celulose Nanofibrilas de celulose Biomassa vegetal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa vegetal | celulose | Lignina | nanocompósito | Nanocristais de celulose | Nanofibrilas de celulose | Nanomateriais

Resumo

A biomassa lignocelulósica representa uma fonte abundante de nanoestruturas, energia e componentes de alto valor agregado, que podem suprir muitas das demandas da sociedade atual de uma forma mais sustentável e menos poluente em comparação às tecnologias existentes. Carboidratos extraídos da parede celular vegetal podem ser utilizados na produção de biocombustíveis. Além disso, estes carboidratos encontram-se altamente organizados na parede celular, formando fibras (FC), nanocristais (NCC) e nanofibrilas de celulose (NFC). Outro componente importante nestes substratos é a lignina, que possui propriedades antioxidantes, antimicrobianas e de proteção UV, além de ter uma estrutura molecular composta por anéis fenólicos, que podem atuar como precursores para a síntese de outras moléculas. Finalmente, moléculas orgânicas de alto valor agregado podem ser extraídas desses substratos naturais e direcionadas para várias aplicações.Este projeto tem como objetivo estudar o fracionamento de alguns tipos de biomassas vegetais, como capim elefante, bagaço de cana-de-açúcar e polpa de eucalipto, visando à extração de fibras, nanofibrilas e nanocristais de celulose, além de lignina e de extrativos que possam ser utilizados na preparação de materiais com propriedades aperfeiçoadas. A metodologia baseia-se em tratamentos iniciais com ácido (H2SO4) e/ou base (NaOH) diluídos para separar hemicellulose e lignina e também na retirada de extrativos com solventes e CO2 supercrítico. Os NCCs serão isolados dos substratos pré-tratados por hidrólise ácida e as NFCs por processos de oxidação e tratamentos mecânicos, enquanto nanopartículas de lignina (NL) serão preparadas por ultrasonicação, cisalhamento ou por precipitação induzida por troca de solvente. As estruturas celulósicas serão empregadas na preparação de materiais leves e de filmes para recobrimento de suportes celulósicos diversos. No caso dos materiais leves, as propriedades da celulose (baixa toxicidade, biodegradabilidade, origem renovável e superfície quimicamente modificável) serão exploradas, enquanto nos filmes, elas serão associadas às da lignina (absorção de radiação UV, ação antioxidante e bactericida). A capacidade antioxidante e fotoabsorvedora das NL também será investigada adicionando essas nanopartículas a filtros solares e avaliando as propriedades finais do produto. (AU)

Publicações científicas

(25)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa