Desenvolvimento de tintas luminescentes à base de nanocristais de celulose visando a impressão 3D de protótipos para aplicações fotônicas

• Processo: 24/09532-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: José Maurício Almeida Caiut
• Beneficiário: Cristielle Ribeiro Gomes
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos, AP.TEM
• Assunto(s): Celulose Elementos da série dos lantanídeos Impressão tridimensional Processo sol-gel Química de materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: celulose | Lantanídeos | Manufatura Aditiva | sol-gel | Química de materiais

Resumo

A impressão tridimensional (3D), também conhecida como manufatura aditiva, emergiu como a próxima geração tecnológica de fabricação, cobrindo um amplo espectro de áreas, incluindo construção, medicina, transporte e têxteis. Esta permite a fabricação de estruturas complexas com alta precisão através da adição camada por camada de vários materiais. Entretanto, para desenvolver funcionalidades adicionais, é importante controlar simultaneamente a estruturação em múltiplas escalas de comprimento. Na impressão 3D, isto pode ser conseguido através do emprego de tintas com uma ordem hierárquica intrínseca. Os sistemas baseados em nanocristais de celulose representam uma classe de materiais com propriedade de auto-organizarem-se em uma nanoestrutura com ordenação helicoidal. Neste projeto, pretende-se combinar esta ordenação com foto-reticulação in situ para imprimir objetos sólidos, volumétricos que apresentem birrefringência ou cor estrutural através do desenvolvimento de uma tinta de base aquosa que combine nanocristais de celulose e 3-glicidiloxi-propil trimetoxi (GPTMS) em uma abordagem sustentável e ambientalmente correta. Além disso, neste projeto estamos interessados em realizar adaptações em uma impressora 3D homemade de baixo custo, previamente desenvolvida como parte da iniciação cientifica da candidata, a fim de obter novas funcionalidades e adequá-la as necessidades do projeto a ser executado, uma vez que as plataformas de impressão comerciais apresentam alto custo e são de código "fechado", ou seja, não permitem realização de customizações. Por fim, nanopartículas hidrofílicas e luminescentes dopadas com íons lantanídeos serão utilizadas, visando integrar componentes opticamente ativos e ordenação nemática quiral na fabricação de tintas funcionais, imprimíveis que podem proporcionar novas oportunidades para aplicações onde sustentabilidade, biocompatibilidade e luminescência são simultaneamente necessários, por exemplo, no desenvolvimento de novos sensores.