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Materiais avançados de nanocelulose obtidos através de complexação eletrostática interfacial

Processo: 20/07794-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de janeiro de 2021 - 31 de dezembro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Juliana da Silva Bernardes
Beneficiário:Juliana da Silva Bernardes
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Carlos Cesar Bof Bufon ; Mateus Borba Cardoso
Assunto(s):Nanotecnologia  Biopolímeros  Polímeros adesivos  Hidrogéis  Nanofibras  Celulose  Coloides 

Resumo

Recentemente tem aumentado o interesse em produzir materiais a partir de biomassa para desenvolver um futuro sustentável com baixo impacto ambiental. No entanto, materiais ambientalmente amigáveis enfrentam desafios relacionados a suas características intrínsecas, que diferem substancialmente dos plásticos à base de petróleo, em termos de propriedades mecânicas e sensibilidade à água. A auto associação supramolecular em meio aquoso é uma estratégia promissora para superar algumas das desvantagens relacionadas aos materiais preparados com biopolímeros. Neste projeto, a complexação eletrostática entre nanofibras de celulose (CNF) e biopolímeros com cargas opostas (alginato, lignina e quitosana) será avaliada como estratégia para a produção de materiais menos sensíveis à água e com propriedades mecânicas melhores. A complexação será avaliada em diferentes condições experimentais, tais como grau de substituição da CNF, composição do sistema, pH e força iônica. Além disso, metodologias de impressão 3D com agulhas coaxiais serão desenvolvidas para promover a agregação das nanofibras durante a impressão de peças de nanocelulose. Dados de viscosimetria, espalhamento de raios X em baixo ângulo (SAXS) e microscopia eletrônica de transmissão criogênica (cryo-TEM) possibilitarão o entendimento da agregação das nanofibras para o melhor preparo de hidrogéis, adesivos subaquáticos e nanopapers para eletrônica flexível. Os resultados obtidos, além de ampliar o conhecimento coloidal de nanofibras em meio aquoso, permitirão propor a produção de novos materiais de nanocelulose preparados em água, com produtos químicos atóxicos e utilizando métodos escalonáveis. (AU)