Processamento de compósito de amido com nanopartículas de CuO para aplicação fungicida e liberação controlada de íons Cu2+

• Processo: 19/09485-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Elaine Cristina Paris
• Beneficiário: Marcelo Avila Domingues
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Liberação controlada de fármacos Materiais compósitos Nanocompósitos Óxido de cobre Filmes Fertilizantes Fertilizantes de liberação controlada
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fertilizante Mineral | Liberação Controlada | nanocompósitos | oxido de cobre | Sachês de amido | Compósitos

Resumo

Devido à crescente demanda de fertilizantes minerais como insumos agrícolas faz-se necessário o desenvolvimento científico e tecnológico nesta área, para suprir a procura do mercado agrário por maior produção e menor custo. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa tem como interesse desenvolver um sistema biodegradável à base de amido, que promova a liberação lenta/prolongada de íons cobre, visando o emprego como fertilizante. O cobre é um importante micronutriente mineral presente em diversas atividades metabólicas das plantas, adicionalmente, quando proveniente de nanopartículas de CuO pode atuar como fungicida e bactericida. Em contrapartida ao aumento de solubilidade esperado para os micronutrientes nanoparticulados, uma das grandes adversidades na aplicação são as perdas ocasionadas por lixiviação e dispersão aérea, causando deficiência nos cultivos. Com a finalidade de controlar a liberação e otimizar a disponibilização de íons Cu2+ provenientes do CuO, serão desenvolvidos filmes à base de amido, um biopolímero de baixo custo, obtido a partir de fontes naturais e resíduos agrícolas. Porém, filmes de amido estão sujeitos à perda das características iniciais pelo efeito degenerativo, devido à higroscopicidade e facilidade à proliferação de microrganismos. Devido a isso, além da disponibilização de íons Cu2+ como micronutriente para o solo, as nanopartículas de CuO terão atuação como material de reforço à matriz polimérica, a fim de minimizar a degradação e prolongar o tempo de vida em prateleira por intermédio do efeito sinérgico entre as propriedades de barreira e antimicrobianas que são esperadas para esse composto. Assim, pretende-se encontrar as melhores condições de obtenção de filmes compósitos de amido com incorporação de nanopartículas de CuO com pureza, tamanho e forma controladas, sintetizadas por coprecipitação. Uma vez encontradas essas condições, visando diminuição de custos de processamento e disponibilização para um futuro escalonamento, o CuO comercial será avaliado para esta aplicação. O controle do tamanho das partículas do CuO comercial será realizado por moagem de alta energia, a fim de correlacionar tamanho de partículas com solubilidade, propriedade de barreira e resposta antimicrobiana entre o CuO sintetizado em laboratório e o comercial. Dessa maneira, espera-se que uma vez finalizada esta proposta, esse material possa resultar em uma alternativa futura para minimizar os efeitos de lixiviação e proporcionar a liberação prolongada de íons cobre, visando a aplicação como fertilizante para o solo.

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)

PERES, LAIZA GABRIELA SANCHES; MALAFATTI, JOAO OTAVIO DONIZETTE; BERNARDI, BARBARA; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE CAPPARELLI; PARIS, ELAINE CRISTINA. Biodegradable Starch Sachets Reinforced with Montmorillonite for Packing ZnO Nanoparticles: Solubility and Zn2+ Ions Release. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. N/A, p. 11-pg., 2023-01-31. (19/09485-3, 21/14992-1)

MALAFATTI, JOAO OTAVIO DONIZETTE; DOMINGUES, MARCELO AVILA; MEIRELLES, MARIANA RODRIGUES; PERES, LAIZA GABRIELA SANCHES; BRESOLIN, JOANA DIAS; PARIS, ELAINE CRISTINA. Antifungal and ultraviolet-visible barrier properties in starch films reinforced with CuO nanoparticles. Journal of Applied Polymer Science, v. 140, n. 33, p. 14-pg., 2023-06-16. (21/14992-1, 19/09485-3)