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Hidrogéis nanocompósitos inspirados na parede celular vegetal para aplicações biomédicas

Processo: 19/19360-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2020
Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
Área de 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.

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Publicações científicas (12)
(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)
KANE, AISSATA OUSMANE; SCOPEL, EUPIDIO; CORTEZ, ANELYSE ABREU; ROSSI, BRUNO ROBERTO; PELLEGRINI, VANESSA OLIVEIRA ARNOLDI; REZENDE, CAMILA ALVES; POLIKARPOV, IGOR. Enzyme-assisted production of cellulose nanofibers from bleached and bleached/sulfonated sugarcane bagasse: impact of sulfonation on nanocellulose properties and yields. Cellulose, v. 30, n. 18, p. 16-pg., . (19/19360-3, 21/08780-1, 15/13684-0, 21/12071-6, 18/23769-1)
DOS SANTOS, LUANA C.; SCOPEL, EUPIDIO; HATAMI, TAHMASB; REZENDE, CAMILA A.; MARTINEZ, JULIAN. Concentration of stigmasterol, β-sitosterol and squalene from passion fruit (Passiflora edulis Sims.) by-products by supercritical CO 2 adsorption in zeolite 13-X. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 209, p. 9-pg., . (19/19360-3, 21/12071-6, 21/01008-1, 18/20700-0)
SCOPEL, EUPIDIO; PINTO, LIDIANE O.; REZENDE, CAMILA A.. Single-step bleaching versus organosolv-bleaching of sugarcane bagasse: tuning TEMPO-oxidized nanocellulose morphology via delignification strategy. International Journal of Biological Macromolecules, v. 325, p. 10-pg., . (21/12071-6, 23/01620-4, 15/13684-0, 19/19360-3)
MOREIRA, BRUNA R.; SCOPEL, EUPIDIO; BREITKREITZ, MARCIA C.; REZENDE, CAMILA A.. Simultaneous Optimization of Alkaline and Acid-Alkaline Pretreatments Applied to Rice Straw to Produce Glucose Correlated with Chemical and Morphological Effects. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. 15, n. 12, p. 17-pg., . (21/12071-6, 19/19360-3, 18/23769-1)
DE ARAUJO, ERICK JARLES SANTOS; SCOPEL, EUPIDIO; REZENDE, CAMILA ALVES; FILHO, JOSE CLAUDIO KLIER MONTEIRO; RODRIGUES, RODNEY ALEXANDRE FERREIRA; MARTINEZ, JULIAN. Supercritical fluid impregnation - An eco-friendly technique for the functionalization of bioaerogel with phenolic compounds from passion fruit waste. Food Research International, v. 214, p. 11-pg., . (19/19360-3, 21/01008-1, 23/17756-2)
ROMAN, ELLEN KAREN BARRETO; RAMOS, MURILO ANTONIO; TOMAZETTO, GEIZECLER; FOLTRAN, BRUNO BOTEGA; GALVAO, MATHEUS HENRIQUE; CIANCAGLINI, IARA; TRAMONTINA, ROBSON; RODRIGUES, FELIPE DE ALMEIDA; DA SILVA, LARISSA SOARES; SANDANO, ANA LUIZA HERNANDES; et al. Plastic-degrading microbial communities reveal novel microorganisms, pathways, and biocatalysts for polymer degradation and bioplastic production. Science of The Total Environment, v. 949, p. 14-pg., . (19/19360-3, 23/04941-6, 20/05784-3, 23/04828-5, 15/23279-6, 23/08832-7, 20/11019-8, 23/04782-5, 21/04254-3, 22/08958-8, 23/12398-0, 22/05731-2, 22/14112-4)
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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., . (19/19360-3, 15/20630-4, 21/11380-5)
TRAMONTINA, ROBSON; SCOPEL, EUPIDIO; BRENELLI, LIVIA; NOGUEIRA, GUILHERME P.; FRANCO, TELMA T.; REZENDE, CAMILA A.; GOLDBECK, ROSANA; SQUINA, FABIO M.. Applying biorefinery concepts for sugarcane straw upcycling using alkaline and enzymatic treatments to produce value-added compounds and bioenergy. BIOMASS & BIOENERGY, v. 178, p. 9-pg., . (19/19360-3, 17/15477-8, 15/50612-8, 20/05784-3, 18/23769-1, 22/08958-8, 21/04254-3, 15/50590-4)
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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., . (18/23769-1, 18/09861-2, 14/26378-2, 18/03910-1, 21/06661-5, 19/19360-3, 14/25770-6, 20/11578-7)
TRAMONTINA, ROBSON; SCOPEL, EUPIDIO; CARDOSO, VICTOR GUSTAVO KELIS; MARTINS, MANOELA; DA SILVA, MARCOS FELLIPE; FLAIBAM, BARBARA; SALVADOR, MARCOS J.; GOLDBECK, ROSANA; DAMASIO, ANDRE; SQUINA, FABIO MARCIO. Hydroxycinnamic Acid Extraction from Multiple Lignocellulosic Sources: Correlations with Substrate Composition and Taxonomy for Flavoring and Antioxidant Applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 72, n. 50, p. 12-pg., . (20/02871-2, 22/08958-8, 19/19360-3, 21/04254-3, 22/05731-2, 21/09693-5, 15/50590-4)