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Desenvolvimento de novos métodos nanotecnológicos aplicados ao pré-tratamento de biomassa lignocelulósica

Processo: 16/22086-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Silvio Silvério da Silva
Beneficiário:Avinash Prabhakarrao Ingle
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas, AP.BIOEN.TEM
Assunto(s):Nanotecnologia   Biomassa lignocelulósica   Glicose   Materiais nanoestruturados   Biocombustíveis   Desenvolvimento sustentável

Resumo

Desenvolvimento de novos métodos nanotecnológicos aplicados ao pré-tratamento de biomassa lignocelulósica. A demanda e a necessidade de uso de combustíveis fósseis têm aumentado exponencialmente desde o século passado. O uso de tais combustíveis aumenta o nível de gases de efeito estufa na atmosfera, ocasionando problemas associados ao aquecimento global, grande preocupação em todo o mundo. Portanto, o uso de biocombustíveis produzidos a partir de biomassa lignocelulósica tem o forte potencial de reduzir a forte dependência dos combustíveis fósseis. Os biocombustíveis vêm ganhando considerável atenção devido aos seus benefícios, como menor emissão de gases tóxicos, além de poderem ser preparados a partir de biomassa renovável, em processos sustentáveis. Neste contexto, o estudo proposto objetivo desenvolver métodos de pré-tratamento com base nanotecnologia para a hidrólise de biomassa lignocelulósica, em processos que não agridam o meio ambiente, e com maior eficiência na conversão de glicose, aumentando a eficiência de produção de biocombustíveis sustentáveis. Este trabalho visa sintetizar nanopartículas magnéticas revestidas com sílica, as quais serão funcionalizadas em meio ácido e, posteriormente, caracterizadas por meio de espectrofotometria de UV-Vis, espectroscopia no infravermelho e de difração de raios-x. Ressalta-se a viabilidade destas técnicas para entendimento detalhados da estrutura e estabilidade das nanopartículas sintetizadas. Em uma outra etapa, as nanopartículas sintetizadas serão estudadas quanto à sua eficácia na hidrólise de biomassa lignocelulósica. Além disso, diferentes parâmetros necessários para a maximização de conversão de celulose em glicose serão estudados bem como a possibilidade de desenvolvimento de outras abordagens de pré-tratamento utilizando-se nanopartículas. De fato, vários métodos físicos e químicos convencionais já estão disponíveis para o pré-tratamento de biomassa lignocelulósica, porém os mesmos apresentam certas limitações de rendimento, bem como de custos. Neste contexto, a presente investigação propõe minimizar essas limitações, usando abordagens biológicas ambientalmente seguras com maior eficiência, uma vez que a imobilização de enzimas em nanomateriais magnéticos oferece vantagens adicionais para a reutilização das mesmas. Destaca-se a importância deste estudo como um pilar para o desenvolvimento nanotecnológico de métodos de pré-tratamento eficientes e ecológicos para a utilização de açúcares fermentescíveis da biomassa, que serão utilizados para a produção sustentável de biocombustíveis. (AU)

Publicações científicas (6)
(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)
INGLE, AVINASH P.; CHANDEL, ANUJ K.; ANTUNES, FELIPE A. F.; RAI, MAHENDRA; DA SILVA, SILVIO S. New trends in application of nanotechnology for the pretreatment of lignocellulosic biomass. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 13, n. 3, p. 776-788, MAY-JUN 2019. Citações Web of Science: 0.
RAI, MAHENDRA; INGLE, AVINASH P.; GUPTA, INDARCHAND; PANDIT, RAKSHA; PARALIKAR, PRITI; GADE, ANIKET; CHAUD, MARCO V.; DOS SANTOS, CAROLINA ALVES. Smart nanopackaging for theenhancement of foodshelf life. ENVIRONMENTAL CHEMISTRY LETTERS, v. 17, n. 1, p. 277-290, MAR 2019. Citações Web of Science: 0.
RAI, MAHENDRA; INGLE, AVINASH P.; PANDIT, RAKSHA; PARALIKAR, PRITI; BISWAS, JAYANTA KUMAR; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. Emerging role of nanobiocatalysts in hydrolysis of lignocellulosic biomass leading to sustainable bioethanol production. CATALYSIS REVIEWS-SCIENCE AND ENGINEERING, v. 61, n. 1, p. 1-26, JAN 2 2019. Citações Web of Science: 0.
GAILCWAD, SWAPNIL; INGLE, AVINASH P.; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; RAI, MAHENDRA. Immobilized Nanoparticles-Mediated Enzymatic Hydrolysis of Cellulose for Clean Sugar Production: A Novel Approach. CURRENT NANOSCIENCE, v. 15, n. 3, p. 296-303, 2019. Citações Web of Science: 0.
RAI, MAHENDRA; INGLE, AVINASH P.; PANDIT, RAKSHA; PARALIKAR, PRITI; SHENDE, SUDHIR; GUPTA, INDARCHAND; BISWAS, JAYANTA K.; DA SILVA, SILVIO SILVERIO. Copper and copper nanoparticles: role in management of insect-pests and pathogenic microbes. NANOTECHNOLOGY REVIEWS, v. 7, n. 4, p. 303-315, AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
RAI, MAHENDRA; INGLE, AVINASH P.; PARALIKAR, PRITI; ANASANE, NETRAVATI; GADE, RAJENDRA; INGLE, PRAMOD. Effective management of soft rot of ginger caused by Pythium spp. and Fusarium spp.: emerging role of nanotechnology. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 102, n. 16, p. 6827-6839, AUG 2018. Citações Web of Science: 1.

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