Revestimentos bioinspirados de cera natural estabilizados por nanocelulose catiônica: melhorando as propriedades de barreira do papel

• Processo: 23/16370-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Juliana da Silva Bernardes
• Beneficiário: Maria Clara dos Santos Oliveira
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/11967-6 - Centro de Ciências para o Desenvolvimento CCD - Soluções para os resíduos pós-consumo: embalagens e produtos, AP.CCD
• Assunto(s): Microfabricação Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioinspiração | cera natural | Emulsões de Pickering | Microfabricação | Nanofibrilas de celulose catiônicas | Nanotecnologia

Resumo

Nos últimos anos, o interesse em substituir materiais derivados do petróleo tem sido impulsionado pela necessidade do uso de produtos e processos sustentáveis com baixo impacto ambiental. Atualmente, o setor de embalagens contribui com a maior parcela da produção e geração de resíduos plásticos. Dessa forma, embalagens de papel são substitutos renováveis e biodegradáveis promissores, mas enfrentam desafios relacionadas a suas características intrínsecas, em termos de propriedades de barreira a água, oxigênio e óleo. Essa limitação normalmente é contornada utilizando revestimentos que comprometem a biodegradabilidade do papel. Nesse sentido, as biomacromoléculas como polissacarídeos e lipídios são candidatas sustentáveis para o recobrimento desse material. Neste projeto, a combinação de nanofibrilas de celulose (CNFs) catiônicas e ceras será explorada pela primeira vez de forma bionspirada nas superfícies hidrofóbicas produzidas pela natureza para melhorar as propriedades de barreira a água e oxigênio do papel. A produção micro/nano estruturas hidrofóbicas com cera serão baseadas em duas metodologias. A primeira abordagem consiste na deposição de emulsões de cera estabilizadas por CNFs para formação de glóbulos de cera sob o papel. A segunda abordagem consistirá na moldagem de microestruturas cerosas depositadas sob as CNFs na superfície do papel. Os resultados obtidos, além de ampliar o conhecimento coloidal de emulsões e sobre técnicas de microfabricação, permitirão a produção de revestimentos de papel eficientes e ambientalmente amigáveis para serem aplicados como embalagens de alimentos e cosméticos.