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Correlação de análises morfológicas e físico-químicas in situ de nanocompósitos porosos baseados em nanocelulose: uma exploração avançada usando tomografia de raios-X 4D no Sirius

Resumo

As questões econômicas de elevar o valor agregado de subprodutos provenientes da biomassa, alinhadas juntamente com as questões ambientais, têm-se mostrado atualmente um tema de grande relevância científica, tecnológica e socioeconômica. Desta forma, pesquisas voltadas para a produção de nanocompósitos baseados em nanocelulose são estratégicas e essenciais para o desenvolvimento econômico do país, além de contribuir para a sustentabilidade. Neste contexto, este projeto tem como objetivo desenvolver nanocompósitos altamente porosos a base de nanofibrilas de celulose (CNF) extraídas do bagaço de cana-de-açúcar, com morfologia, porosidade e estruturas controladas, que serão produzidos na forma de templates tridimensionais (3D). As propriedades morfológicas e físico-químicas serão analisadas simultaneamente in situ através da deformação mecânica e inserção de fluidos, para isto será aplicada uma proposta inovadora que utilizará a tomografia 4D de raios-X resolvida no tempo, que serão caracterizadas no Sirius. Com isso, será possível controlar e compreender as propriedades, e consequentes multifuncionalidades, dos nanocompósitos. Este projeto promoverá desafios desde o processamento e obtenção das estruturas 3D com morfologia controlada, o desenvolvimento de células e protocolos para caracterização in situ no tomógrafo e o tratamento de imagens 3D de alta resolução espacial e temporal geradas em função do tempo, que serão otimizados através de técnicas computacionais. Portanto, os resultados dessa proposta de pesquisa deverão contornar tais desafios, proporcionando um avanço científico e tecnológico através da compreensão e correlação da estrutura/propriedade de nanocompósitos porosos baseados em nanocelulose. Logo, esses materiais renováveis poderão ser posteriormente aplicados no desenvolvimento de materiais multifuncionais destinados para vários tipos de aplicações. (AU)