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Dispersão de nanocristais de celulose em meios aquosos

Resumo

O entendimento fundamental das relações entre química de superfície, forças de interação e estabilidade coloidal é essencial para a produção de nanocristais de celulose (CNCs) estáveis e processáveis. Desenvolver-se-ão ferramentas analíticas para a quantificação das forças de interação, avaliação macroscópica da estabilidade e modificações químicas dos CNCs. Fatores críticos sobre a estabilidade dos CNCs serão identificados através da cautelosa análise das relações estrutura-propriedade entre as características de superfície dos CNCs e suas interações em meio aquoso. Com base nisto, serão desenvolvidos protocolos para a fabricação de CNCs estáveis. Avaliaremos e elucidaremos o impacto de aditivos na estabilidade coloidal dos CNC, assim como o efeito da secagem e dos protocolos de remoção de água de hidratação na dispersibilidade de CNCs em água. O papel da funcionalização de CNCs com oligômeros ou polímeros e seu efeito na estabilidade coloidal destes sistemas serão avaliados. As estratégias de funcionalização, a qual tem a dupla função de introduzir estabilidades estérica e eletrostática, serão exploradas no contexto atual de processos de produção. A funcionalização não apenas aumenta a estabilidade dos CNCs, mas também fornece novas propriedades e funcionalidades, que podem ser críticas para a incorporação de CNCs na formulação de produtos. Adicionalmente, será conduzido um estudo compreensivo de vários fatores cujas influências, independentes ou combinadas, na formação de agregados de CNCs em meio aquoso são conhecidas ou esperadas. Por fim, estudaremos o processo e a cinética de agregação de CNCs em várias condições, com ênfase naquelas encontradas nos estágios finais da produção de CNCs. Espera-se que esta pesquisa avance o entendimento do comportamento de CNCs em sistemas aquosos, ampliando suas possiblidades de aplicação. Estes desenvolvimentos serão relevantes para a comunidade científica e nossos parceiros industriais no Canadá (CelluForce Inc.) e no Brasil (Suzano e Fibria). (AU)

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