Valorização da celulose e lignina para a produção de materiais com potencial aplicação nas áreas médica e de embalagem

• Processo: 23/12419-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Liliane Maria Ferrareso Lona
• Beneficiário: Liliane Maria Ferrareso Lona
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Filipe Vargas Ferreira ; Rachel Faverzani Magnago
• Assunto(s): Celulose Polímeros Reatores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: celulose | Polímeros | reatores

Resumo

Materiais lignocelulósicos são recursos renováveis de baixo custo e que podem ser valorizados se usados adequadamente de forma isolada ou como aditivo na síntese de outros materiais. Neste projeto, serão desenvolvidos filmes de uso único com potencial aplicação na área de embalagem, e dois tipos de biomateriais com possível utilização na área médica. Serão consideradas nesses materiais a celulose nanofibrilada (CNF), a celulose bacteriana (CB) e a lignina (L). Em relação aos materiais a serem usados na área médica, numa primeira abordagem, íons de Gálio (Ga+3), que têm ação comprovada contra o câncer ósseo, serão incorporados em vidro bioativo (BG), já bastante usado na engenharia de tecido ósseo, formando Ga-BG. Para reduzir a fragilidade do Ga-BG, esse será incorporado em celulose nanofibrilada. Para aumentar ainda mais a funcionalidade desse material, partículas de ácido poli(D,L-lático-co-glicólico) (PLGA-NPs) carregadoras de curcumina serão também incorporadas. A ação da curcumina contra diversos tipos de câncer também é bem reportada na literatura. Numa segunda abordagem, serão produzidos hidrogéis de celulose bacteriana, que sofrerão modificação química de sua superfície por meio da fosforilação, a fim de melhorar a adesão da hidroxiapatita (HAp) sobre a CB. A HAp já é utilizada como substituto ósseo no campo odontológico, apresentando propriedades osteocondutivas e osteoindutivas. Finalmente o óxido de cálcio (CaO) será incorporado nos hidrogéis CB/HAp, formando o CB/HAp/CaO. A combinação da estrutura orgânica da CB com materiais inorgânicos (CaO e HAp) pode proporcionar características similares às do osso, e a liberação de íons de cálcio pode auxiliar na reparação do tecido ósseo. O hidrogel CB/HAp/CaO pode ser seco para a produção de andaime (scaffold) na forma de aerogel com alta porosidade e área superficial, que pode fornecer o apoio estrutural para a migração, proliferação e fixação das células. No caso dos filmes, serão usadas gelatina e lignina funcionalizada com compostos quaternário de amônio (CCA), o que faz com que a lignina se torne hidrofílica e potencialmente antimicrobiana. (AU)

Publicações científicas

(8)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE CARVALHO, GUILHERME RIBEIRO; NETTO, RAFAEL AFFONSO; DELARMELINA, CAMILA; DUARTE, MARTA CRISTINA TEIXEIRA; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO. Quaternized cassava starch-based film reinforced by nanocrystalline cellulose with antimicrobial activity against bacteria and coronavirus. EXPRESS POLYMER LETTERS, v. 19, n. 7, p. 11-pg., 2025-07-01. (23/12419-8)

SOUZA RODRIGUES, TATIANA; MARIA FERRARESO LONA, LILIANE. Development of bio-based pressure-Sensitive adhesives using natural rubber latex and rosin resins. JOURNAL OF ADHESION, v. N/A, p. 15-pg., 2025-06-07. (23/12419-8, 21/09341-1)

DE MELO, EDUARDA CHIABAI RODRIGUES; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO; VIEIRA, RONIERIK PIOLI. Effects of filament extrusion temperature and 3D printing parameters on the structure and mechanical properties of poly(butylene adipate-co-terephthalate)/poly (lactic acid) blends. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, v. N/A, p. 13-pg., 2024-12-30. (23/12419-8, 22/02728-0)

AGUIAR, ANA CAROLINA; BIANCHI, JHONATAN R. O.; LOPES, JOAO HENRIQUE; FERREIRA, FILIPE V.; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO. Nanocellulose-Based Capsules with pH Responsiveness for Colon-Targeted Curcumin Delivery. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 8, n. 4, p. 13-pg., 2025-01-21. (23/12419-8, 22/03247-6, 20/07956-6, 23/07910-4, 21/09341-1, 21/00980-1)

DE MELO, EDUARDA CHIABAI RODRIGUES; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO; VIEIRA, RONIERIK PIOLI. A Review on the Transformative Effects of Extrusion Parameters on Poly(Butylene adipate-co-terephthalate)/Poly(Lactic acid) Blends in 3D Printing. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. N/A, p. 29-pg., 2024-11-19. (23/12419-8, 22/02728-0)

NETTO, RAFAEL AFFONSO; DE CARVALHO, GUILHERME RIBEIRO; STAFFA, LUCAS HENRIQUE; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO. Poly(methyl methacrylate) blends with quaternized polyethyleneimine: A study of morphology, optical, thermal and mechanical properties. EXPRESS POLYMER LETTERS, v. 19, n. 2, p. 15-pg., 2025-02-01. (23/12419-8, 21/09341-1)

DE CARVALHO, GUILHERME RIBEIRO; DELARMELINA, CAMILA; DUARTE, MARTA CRISTINA TEIXEIRA; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO. Novel composite film based on cassava starch and poly (diallyldimethylammonium chloride) reinforced with nanocrystalline cellulose for bacteria and coronavirus inactivation. POLYMER BULLETIN, v. 81, n. 15, p. 18-pg., 2024-06-26. (23/12419-8)

DE CARVALHO, GUILHERME RIBEIRO; DELARMELINA, CAMILA; DUARTE, MARTA CRISTINA TEIXEIRA; LONA, LILIANE MARIA FERRARESO. Polyelectrolyte film based on pectin and poly(diallyldimethylammonium chloride) with antioxidant and antimicrobial activity. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. N/A, p. 12-pg., 2024-11-05. (23/12419-8)