Materiais poliméricos reprocessáveis e de origem natural baseados em ligações covalentes dinâmicas entre nanofibrilas de celulose

• Processo: 22/05465-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Camila Alves de Rezende
• Beneficiário: Thais Cardoso de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/12071-6 - Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/10394-3 - Caracterização reológica e microscópica de propriedades dinâmicas de redes coloidais baseadas em ligações covalentes dinâmicas entre nanofibrilas de celulose por transaminação, BE.EP.DR
• Assunto(s): Química coloidal Funcionalização Hidrogéis Organogéis Aerogel Nanocelulose Nanofibrilas de celulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: funcionalização | Hidrogéis | ligações covalentes dinâmicas | nanocelulose | Nanofibrilas de celulose | vitrímeros | Química coloidal

Resumo

A proposta deste projeto é a preparação de materiais estruturados (e.g., hidrógeis, organogéis e aerogéis) à base de nanofibrilas de celulose (CNF) dotadas de ligações covalentes dinâmicas, capazes de reforçar mecanicamente o material, ao mesmo tempo em que o mantém reciclável e remoldável. Os assim chamados "vitrímeros de celulose" combinariam as propriedades das duas principais classes de materiais poliméricos existentes, como a reprocessabilidade dos termoplásticos e a alta resistência mecânica dos termofixos. Adicionalmente, a utilização de CNF como base para a preparação dos materiais permitiria a incorporação de propriedades intrínsecas das fibras naturais à química dos vitrímeros, como atoxicidade e caráter renovável. A estratégia experimental para incorporar na CNF a capacidade de estabelecer ligações covalentes dinâmicas é a preparação de nanofibrilas contendo grupos carboxílicos na superfície, seguida da funcionalização desses grupos com moléculas contendo tricarbonilas vicinais, que poderão então formar ligações cruzadas dinâmicas na presença de dióis, polióis ou aminas aromáticas. Trata-se de um projeto inovador, cujos resultados poderão contribuir efetivamente para o desenvolvimento de uma nova classe de materiais com propriedades mecânicas aprimoradas, reprocessáveis e com memória de forma, cujas possíveis aplicações se estendem para além do âmbito dos géis, em biomateriais, adesivos e recobrimentos. (AU)