Dispersão de nanocristais de celulose em meios aquosos

• Processo: 19/00584-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: Consórcio de Alberta, Laval, Dalhousie e Ottawa (CALDO)
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Watson Loh
• Beneficiário: Watson Loh
• Pesquisador Responsável no exterior: Michael KC Tam
• Instituição Parceira no exterior: University of Waterloo, Canadá
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Juliana da Silva Bernardes
• Vinculado ao auxílio: 15/25406-5 - Organizando a matéria: colóides formados por associação de surfactantes, polímeros e nanopartículas, AP.TEM
• Assunto(s): Química de superfície Nanocristais de celulose Nanocelulose Biopolímeros Coloides
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biopolímeros | Celulose nanocristalina | materiais funcionais | materiais renováveis | nanocelulose | Sistemas Coloidais | Coloides e interfaces

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)