Caracterização reológica e microscópica de propriedades dinâmicas de redes coloidais baseadas em ligações covalentes dinâmicas entre nanofibrilas de celulose por transaminação

• Processo: 25/10394-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 29 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 28 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
• Supervisor: Francois Genes Tournilhac
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: ParisTech, França
• Vinculado à bolsa: 22/05465-0 - Materiais poliméricos reprocessáveis e de origem natural baseados em ligações covalentes dinâmicas entre nanofibrilas de celulose, BP.DR
• Assunto(s): Microscopia óptica Reologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cellulose nanofibrils | dynamic covalent bonds | Optical Microscopy | Rheology | vitrimers | Vitrímeros

Resumo

Este projeto de doutorado propõe o desenvolvimento de vitrímeros baseados em redes de nanofibrilas de celulose (CNF) preparados por ligações covalentes dinâmicas por meio da reticulação de CNF funcionalizada com enaminas (moléculas que podem sofrer transaminação sob um estímulo térmico), habilitando propriedades como re-processabilidade e reciclabilidade mesmo após a reticulação química, mantendo assim as características verdes das CNF. Na primeira metade deste projeto de doutorado, a funcionalização da CNF com enaminas está em desenvlvimento, sendo as etapas de síntese das enaminas e a extração/funcionalização da CNF com grupos tiol concluídas com sucesso. A investigação das propriedades características de um vitrímero é a próxima etapa para determinar as propriedades dinâmicas das redes formadas pela reticulação das nanofibrilas por ligações covalentes dinâmicas. Assim, esta caracterização auxiliará se o material possui propriedades associadas a materiais vitriméricos. A metodologia para caracterização do material envolve o estudo de propriedades mecânicas macroscopicas, o perfil de deformação mesoscópico e a dinâmica microestrutural sob estresse por técnicas de reologia e microscopia óptica. Deste modo, esta proposta de BEPE objetiva a análise extensa de um potencial vitrímero organogel baseado em CNF-enamina por reo-microscopia com técnicas avançadas como a microscopia dinãmica diferencial (DDM) para avaliar as propriedades microestruturais do material. A físico-química dos vitrímeros é uma área de excelência no laboratório parceiro: o Laboratório de Química Molecular, Macromolecular e Materiais (C3M), localizado na Escola Superior de Física e Química Industrial de Paris (ESPCI-Paris-PSL). O Laboratório C3M é a origem do conceito de vitrímeros, tendo apresentado o primeiro trabalho em 2011. Desde então, o supervisor deste estágio vem desenvolvendo novas metodologias dedicadas ao avanço do estudo de vitrímeros. Ainda, os grupos da ESPCI e da Unicamp iniciaram uma colaboração em 2021 com o objetivo de desenvolver vitrímeros baseados em nanoceluloses. Esta colaboração envolve o conceito inicial do projeto de doutorado vinculado a esta proposta de BEPE. Finalmente, as atividades propostas neste estágio de pesquisa vão aumentar o impacto e relevância do projeto de doutorado vinculado, promovendo o aprofundamento do estudo do potencial vitrímero de CNF-enamina desenvolvido no Brasil.