Desenvolvimento de uma nova classe de nanocompósitos à base de polímeros biodegradáveis para aplicação como revestimento na liberação lenta e controlada de fertilizantes solúveis

• Processo: 20/03259-9
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2020
• Vigência (Término): 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Sidney José Lima Ribeiro
• Beneficiário: Ricardo Bortoletto Santos
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/22828-6 - Ultrapassando as fronteiras de fibras ópticas: da fotônica até optogenética e monitoramento de meio ambiente, AP.SPEC
• Assunto(s): Polímeros biodegradáveis Nanocompósitos Fertilizantes de liberação controlada Óleos vegetais Argilas

Resumo

Apesar do uso indispensável de fertilizantes agrícolas para atingir os níveis atuais de produtividade, os nutrientes químicos têm sua eficácia de uso limitada por problemas como volatilização de amônia, lixiviação e/ou imobilização nos solos. Uma estratégia para racionalização da aplicação é proteger o fertilizante com materiais poliméricos de revestimento, porém a eficiência da maioria dos produtos comercialmente disponíveis é limitada por uma atuação apenas como barreira física para liberação do insumo, em que a liberação é determinada pela fratura do revestimento. Para maximizar a efetividade dessa estratégia, o polímero formado deve ser capaz de controlar a difusão das espécies solúveis do insumo através de sua estrutura, permitindo que a barreira assuma um papel ativo e não somente a de um obstáculo físico. Nanoargilas finamente dispersas (na forma de nanocompósitos) poderiam atuar como barreiras difusionais internas, reduzindo a espessura necessária para efetivo controle - esta estratégia, ainda que investigada para materiais para embalagem (permeação de gases) foi negligenciada até o momento para filmes de revestimento, ainda que tenha grande potencial para esta aplicação. Assim, esse projeto pretende desenvolver estratégias para dispersão de nanoargilas lamelares como modificadores de uma matriz polimérica à base de óleo vegetal no controle da liberação de fertilizantes comerciais, como ureia e monoamônio fosfato (MAP). Para tanto, não somente as tecnologias de dispersão de nanoargilas como também o projeto de uma nova classe de resinas à base de polióis vegetais serão propostos, para obter materiais de revestimento capazes de controlar a liberação mesmo em baixa quantidade de aplicação, mantendo biodegradabilidade para garantir a incorporação ambiental adequada após uso. Os grânulos revestidos serão avaliados para determinar os melhores parâmetros de revestimento para manter películas íntegras mesmo em baixa quantidade aplicada, a estabilidade do revestimento, a interface de deposição e o tempo total de liberação em ensaios de imersão em água e incubação em solo. Espera-se com essa proposta prover conhecimentos para uma nova linha de produtos fertilizantes de alta performance, focalizando alternativas sustentáveis para a disseminação do uso de revestimentos protetivos em fertilizantes. (AU)

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)

PFEIFER, MARCELA; ANDRADE, FLAVIO A. C.; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; AOUADA, FAUZE A.; RIBEIRO, CAUE. Effect of Different Surface-Charged Lamellar Materials on Swelling Properties of Nanocomposite Hydrogels. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 29, n. 10, p. 3311-3323, OCT 2021. (19/18036-8, 16/10636-8, 20/03259-9, 13/07296-2, 13/03643-0)

BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; PLOTEGHER, FABIO; MAJARON, VINICIUS F.; DA SILVA, MARISA G.; POLITO, WAGNER L.; RIBEIRO, CAUE. Polyurethane nanocomposites can increase the release control in granulated fertilizers by controlling nutrient diffusion. APPLIED CLAY SCIENCE, v. 199, DEC 1 2020. (18/10448-2, 16/15482-9, 20/03259-9, 16/10636-8, 17/18673-2)