Preparação de novos materiais para aplicação como sistemas de filtração e avaliação da sua eficiência em dispositivos de condicionamento de ar para edificações: Mats de nanofibras/fibras ultrafinas, sheets porosos e materiais multi-estruturados polimérico

• Processo: 17/19549-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Construção Civil
• Pesquisador responsável: Holmer Savastano Junior
• Beneficiário: Rachel Passos de Oliveira Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/20626-8 - Membranas poliméricas reforçadas com celulose nanofibrilada e nanocristais de celulose: caracterização das propriedades micromecânicas e compressivas e avaliação da sua influência na filtração de aerossóis, BE.EP.PD
• Assunto(s): Eletrofiação Polímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: celulose nanofibrilada | eletrofiação | Novos meios filtrantes | Polímeros | Materiais e componentes de construção/Conforto térmico em edificações

Resumo

A celulose nanofibrilada (NFC) é considerada um excelente agente de reforço em materiais poliméricos preparados, por exemplo, via eletrofiação. Nanofibras (diâmetro d 100 nm)/fibras ultrafinas (diâmetro d 100 nm) produzidas via eletrofiação, por possuírem elevada relação área superficial/volume, apresentam notável potencial para adsorção de contaminantes presentes no ar em sua superfície. Nesse contexto, o presente projeto visa à produção de NFC a partir das fibras lignocelulósicas de bambu e sisal, via método de moagem mecânica da polpa. Mats serão preparados com fibras alinhadas e não alinhadas, via eletrofiação de soluções de poli (tereftalato de etileno) (PET), poliacrilonitrila (PAN) e polimetacrilato de metila (PMMA), com diferentes concentrações de NFC. Será avaliada a influência da presença de NFC como reforço mecânico, assim como o grau de alinhamento das fibras nas propriedades finais dos materiais, incluindo o desempenho dos mesmos como meios de filtração do ar. Ainda, o presente projeto visa a preparação de outros meios de filtração, como sheets (lâminas) porosos e sistemas de múltiplas camadas (constituídas por sheets e mats de mesma composição). Assim, até onde chega nosso conhecimento, de maneira inovadora, busca-se a preparação de meios de filtração bio-baseados (bio-based) com desempenho superior no processo de filtração do ar, em comparação aos filtros tradicionais (como as mantas filtrantes compostas por fibra de vidro, de natureza abrasiva), visando-se a qualidade do ar e o conforto térmico em edificações, tanto habitacionais, como também comerciais e industriais.

Publicações científicas

(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)

SANTOS, RACHEL PASSOS DE OLIVEIRA; HAO, JUNLI; FROLLINI, ELISABETE; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER; RUTLEDGE, GREGORY C.. Aerosol filtration performance of electrospun membranes comprising polyacrylonitrile and cellulose nanocrystals. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE, v. 650, p. 10-pg., 2022-05-15. (17/19549-3, 19/20626-8)

SANTOS, RACHEL PASSOS DE OLIVEIRA; HAO, JUNLI; INNOCENTINI, MURILO DANIEL DE MELLO; FROLLINI, ELISABETE; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER; RUTLEDGE, GREGORY C.. Composite electrospun membranes based on polyacrylonitrile and cellulose nanofibrils: Relevant properties for their use as active filter layers. Separation and Purification Technology, v. 311, p. 13-pg., 2023-04-15. (17/19549-3, 19/20626-8)

STANISLAS, TIDO TIWA; BILBA, KETTY; SANTOS, RACHEL PASSOS DE OLIVEIRA; ONESIPPE-POTIRON, CRISTEL; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER; ARSENE, MARIE-ANGE. Nanocellulose-based membrane as a potential material for high performance biodegradable aerosol respirators for SARS-CoV-2 prevention: a review. Cellulose, v. 29, n. 15, p. 24-pg., 2022-08-17. (17/19549-3)