Hidrogéis nanocompósitos inspirados na parede celular vegetal para aplicações biomédicas

• Processo: 19/19360-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2020
• Vigência (Término): 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Camila Alves de Rezende
• Beneficiário: Eupídio Scopel
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/13684-0 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/14356-8 - Produção de fibras lignocelulósicas preenchidas com hidrogéis e inspiradas na parede celular vegetal por fiação úmida coaxial, BE.EP.DR
• Assunto(s): Biomateriais Biorrefinarias Celulose Hidrogéis Lignina Polímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | biorrefinaria | celulose | Hidrogéis | Lignina | Polímeros

Resumo

A utilização de hidrogéis como curativos requer materiais com propriedades químicas e mecânicas adequadas e que permitam os processos biológicos de cicatrização. Neste contexto, a proposta deste projeto de doutorado é obter hidrogéis nanocompósitos inspirados na composição e na estrutura da parede celular vegetal com propriedades adequadas para o uso como curativos. A biomassa utilizada será o bagaço de cana-de-açúcar, que é um resíduo abundante no Brasil, proveniente da indústria sucroalcooleira. Enquanto a celulose irá formar a estrutura hidrofílica do hidrogel, a presença de lignina pode incorporar propriedades antibacterianas e anti-UV, além de aprimoradas propriedades mecânicas. Já a hemicelulose pode atuar modulando propriedades de superfície e de intumescimento. Para a obtenção dos hidrogéis, a estratégia principal será a produção de uma nova classe de nanomateriais, chamados nanolignoceluloses, que são obtidos pela fibrilação do sólido celulósico ainda com alto teor de lignina, de modo a manter a estruturação nativa dos componentes. Alternativamente, serão investigados métodos mais clássicos para isolar a celulose da biomassa e produzir nanofibrilas, seguidos pela incorporação de lignina na forma de solução ou de nanopartículas e de hemicelulose. Caracterizações químicas e morfológicas, ensaios de citotoxicidade, de ação antibacteriana e de permeabilidade a fluidos serão utilizados para avaliar a aplicação dos hidrogéis. Este projeto deverá contribuir assim com metodologias mais verdes e sustentáveis para a produção de materiais de alto valor agregado por meio do aproveitamento integral dos componentes da biomassa.

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)

GOMES, GUSTAVO R.; SCOPEL, EUPIDIO; ROCHA, NICOLA L.; BREITKREITZ, MARCIA C.; CORMANICH, RODRIGO A.; REZENDE, CAMILA A.; PASTRE, JULIO C.. Direct Ethyl Levulinate Production from Raw Lignocellulosic Biomass Mediated by a Novel Taurine-Based Imidazolium Ionic Liquid. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. N/A, p. 13-pg., 2022-11-21. (18/23769-1, 18/09861-2, 14/26378-2, 18/03910-1, 21/06661-5, 19/19360-3, 14/25770-6, 20/11578-7)

RABELO, SARITA CANDIDA; NAKASU, PEDRO YORITOMO SOUZA; SCOPEL, EUPIDIO; ARAUJO, MICHELLE FERNANDES; CARDOSO, LUIZ HENRIQUE; DA COSTA, ALINE CARVALHO. Organosolv pretreatment for biorefineries: Current status, perspectives, and challenges. Bioresource Technology, v. 369, p. 13-pg., 2023-02-01. (19/19360-3, 15/20630-4, 21/11380-5)

GOMES, GUSTAVO R.; SCOPEL, EUPIDIO; BREITKREITZ, MARCIA C.; REZENDE, CAMILA A.; PASTRE, JULIO C.. Valorization of sugarcane bagasse C5-fraction by furfural production mediated by renewable glycine-based ionic liquid. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 191, p. 11-pg., 2023-01-01. (18/09861-2, 18/23769-1, 14/26378-2, 21/06661-5, 20/11578-7, 19/19360-3, 14/25770-6)