Expandindo o domínio de micelas de coacervados poliméricos: formação de micelas mistas e em solventes não-aquosos

• Processo: 20/16062-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2021
• Data de Término da vigência: 06 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Watson Loh
• Beneficiário: Jussara Alves Penido
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/25406-5 - Organizando a matéria: colóides formados por associação de surfactantes, polímeros e nanopartículas, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/16003-8 - Micelas de coacervados poliméricos em solventes orgânicos, BE.EP.DR
• Assunto(s): Coloides Micelas reversas Polieletrólitos Solventes Soluções aquosas Macromolécula Copolímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Complex coacervate core micelle | Complexos de polieletrólitos | Micelas de coacervados poliméricos | micelas reversas | Colóides

Resumo

As nanopartículas formadas pela complexação eletrostática entre espécies de cargas opostas vêm sendo bastante investigadas nos últimos anos devido às suas diferentes funcionalidades. Dentro dessa área estão as micelas de coacervados poliméricos, conhecidas como complex coacervate core micelle (C3Ms), formadas pela mistura de soluções aquosas de um copolímero com uma macromolécula de carga oposta. Uma diversidade de macromoléculas pode ser combinada com o copolímero em solução aquosa para gerar C3Ms com características estruturais diferentes. E essa ampla variedade de características é um dos motivos que faz com que as C3Ms sejam potenciais sistemas para diferentes aplicações como a incorporação e liberação controlada de fármacos, terapia gênica, catálise, sensores e síntese de nanopartículas, como tem sido demonstrado por estudos recentes. O processo de formação, caracterização e aplicação de C3Ms constituídas por copolímero + homopolímero e copolímero + surfactantes têm sido bastante relatado na literatura. A princípio, as primeiras são estruturas em equilíbrio termodinâmico enquanto as últimas são estruturas metaestáveis. Entretanto, ainda não existem estudos que mostram a formação de C3Ms constituídas pela mistura dos três componentes (surfactante + homopolímero + copolímero) e como variação na proporção entre homopolímero e surfactante pode causar alterações nas características estruturais e de equilíbrio dessas nanopartículas. Além disso, as investigações relacionadas à caracterização, ao processo de formação e às aplicações das C3Ms foram realizadas majoritariamente em solução aquosa até o momento, por mais que essas nanopartículas se mostrem eficientes para aplicações que também poderiam ser realizadas em solventes orgânicos, como a catálise enzimática ou a aplicação em sensores. Nesse sentido, esse projeto propõe a investigação das características estruturais e de equilíbrio de C3Ms constituídas por copolímero + surfactante + homopolímero, as quais chamaremos de C3Ms mistas, em diferentes proporções entre surfactante e homopolímero. Também propomos a investigação do processo de formação e caracterização de C3Ms reversas constituídas por copolímero e homopolímero em misturas de solvente orgânico e água. As C3Ms reversas formadas serão investigadas para o encapsulamento de enzima em solvente orgânico polar e apolar. As características estruturais das C3Ms serão investigadas usando técnicas de espalhamento de luz e de raio X (DLS, SLS e SAXS) e microscopia (cryo-TEM) e o processo de formação das C3Ms reversas em solvente orgânico será investigado por calorimetria de titulação isotérmica (ITC). Essa proposta de projeto propõe expandir os estudos de C3Ms em áreas ainda pouco exploradas e é relevante tanto por investigar questões fundamentais relacionadas ao entendimento da formação e estabilidade de C3Ms em água e em solventes orgânicos polares e apolares, quanto por caracterizar C3Ms com grande potencial de aplicação. As C3Ms mistas com núcleo contendo microdomínios hidrofóbicos podem ser investigadas para o encapsulamento de ativos hidrofóbicos, ao passo que as C3Ms em solventes orgânicos podem ser potenciais sistemas para o encapsulamento de enzimas e promoção de catálise em meios não-aquosos. (AU)