Modulando a atividade interfacial de suprapartículas de levedura/nanocelulose autopropulsionadas através da modificação da química de superfície de nanofibras de celulose

• Processo: 23/03442-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 15 de maio de 2023
• Data de Término da vigência: 14 de setembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Caio Gomide Otoni
• Beneficiário: Eduardo Mendes Daniel
• Supervisor: Marco Beaumont
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universität für Bodenkultur Wien, Áustria
• Vinculado à bolsa: 22/08780-4 - Swimming supraparticles: controle da motilidade de suprapartículas de nanocelulose e levedura através da química de superfície, BP.IC
• Assunto(s): Polímeros (materiais) Modificação de superfícies Tensão interfacial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atividade interfacial | celulose nanofibrilada | Hidrofobização | micronadadores | modificação superficial | suprapartículas vivas | Materiais Poliméricos

Resumo

Esta pesquisa é dedicada ao desenvolvimento de materiais vivos utilizando coloides biorrenováveis. Basicamente, nanofibrilas de celulose (CNF) são combinadas a células de Saccharomyces cerevisiae em suspensões aquosas que, quando secas de forma controlada, resultam em suprapartículas que combinam a capacidade ligante da matriz de CNF fisicamente interconectada, que retém as células da levedura, estas mantendo sua função metabólica. O metabolismo microbiano, porém, está fortemente atrelado à posição desta suprapartícula viva dentro de um meio de cultivo aquoso, seja em alto potencial redox (respiração) próximo à interface ar/água ou em seu análogo de redox baixo (fermentação) quando submerso no meio de cultura. O comportamento interfacial das suprapartículas é então de suma importância para controlar sua taxa de produção de CO2, o que, por sua vez, afeta seu equilíbrio de flotação/sedimentação e, portanto, sua motilidade vertical. Aproveitando a alta reatividade química da CNF, objetiva-se com esta pesquisa atingir diferentes níveis de energia de superfície através da funcionalização com cadeias hidrofóbicas na superfície da CNF, que será realizada através de reações de esterificação estereosseletivas. As unidades constituintes da suprapartícula, tanto com a química de superfície original quanto após hidrofobização, assim como as suprapartículas resultantes da associação entre estas, serão amplamente caracterizadas no que diz respeito às propriedades morfológicas, estruturais, mecânicas e metabólicas para obterem-se estruturas autopropulsionadas e sustentáveis. (AU)