Nanocompósitos de celulose-prata-grafeno em ambientes tropicais: Biodegradação, Caracterização Estrutural e Avaliação da Ecotoxicidade

• Processo: 24/16474-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Diego Stéfani Teodoro Martinez
• Beneficiário: Francisco Lucas Chaves Almeida
• 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): Ecotoxicologia Materiais nanoestruturados Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ecotoxicology | nanomaterials | Plastics and Sustainability | Nanotecnologia

Resumo

A substituição do plástico por filmes biodegradáveis tem sido amplamente estudada, uma vez que os materiais plásticos demoram muito tempo para se degradar, aumentando a poluição ambiental. Filmes de nanocelulose, tanto com aditivos (como nanopartículas de prata e óxido de grafeno) quanto sem, mostram propriedades interessantes para a produção de novos materiais avançados como substitutos do plástico. No entanto, o processo de biodegradação e seus efeitos sobre os ecossistemas terrestres e aquáticos ainda são desconhecidos, especialmente em ambientes tropicais, já que nenhum estudo foi relatado sobre este tópico, mesmo considerando a relevância das transformações físico-químicas e biológicas no meio ambiente. Este projeto tem como objetivo investigar a biodegradação de nanocompósitos de celulose-prata-grafeno (filmes) no ambiente tropical brasileiro (ou seja, sistemas de solo e água) em condições aeróbicas e anaeróbicas, e seus efeitos ecotoxicológicos em microrganismos, enzimas e organismos aquáticos. Para atingir isso, o projeto está dividido em seis planos de trabalho: (i) Produção e caracterização dos materiais; (ii) Caracterização morfológica e química dos materiais após biodegradação; (iii) Biotransformação no solo e na água, respostas enzimáticas e microbianas; (iv) Avaliação da ecotoxicidade aquática; (v) Avaliação prospectiva do ciclo de vida de nanocompósitos de celulose-prata-grafeno e (vi) Dados FAIR para segurança por projeto, harmonização e regulamentação. Em cada um desses planos de trabalho, serão usadas técnicas analíticas integradas para entender o processo de (bio)degradação e seus impactos nos nanocompósitos. Além disso, serão avaliadas análises enzimáticas, contagem de microrganismos, metabolismo microbiano e toxicidade aquática utilizando Daphnia como modelo. Todos os dados gerados neste projeto serão tratados conforme os protocolos do NanoCommons KB e do projeto CompSafeNano, contribuindo para o estabelecimento de práticas harmonizadas de aquisição de dados em pesquisa sobre segurança de nanomateriais, por meio de uma cooperação Brasil-Europa. Esperamos avançar na compreensão das interações entre material e ambiente, dando passos cruciais para decifrar os fenômenos que envolvem a biodegradação de nanocompósitos de celulose-prata-grafeno em ambientes tropicais pela primeira vez; acessando mudanças nas respostas tóxicas através das transformações dos materiais e avançando nesse tema altamente relevante para a nanotecnologia e materiais avançados no Brasil. Finalmente, correlacionando suas interfaces com segurança e regulamentação, avançamos em direção a uma abordagem de inovação sustentável em ciência e tecnologia dos materiais. (AU)