Matrizes biopoliméricas funcionalizadas e modificadas com nanomateriais para construção de filmes sensíveis a estímulos externos para aplicações na agricultura

• Processo: 24/23580-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2028
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Daniel Souza Corrêa
• Beneficiário: Pedro Henrique Correia de Lima
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Acetato de celulose Nanocelulose Nanopartículas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acetato de Celulose | aplicações na agricultura | filmes mulching | materiais responsivos | nanocelulose | Nanopartículas | Agronanotecnologia

Resumo

Estresses abióticos e bióticos em plantas geram perda de produtividade no campo e contribuem para o aumento da insegurança alimentar. Deste modo, tem-se buscado inovar no campo através da utilização de novas tecnologias que façam uso de materiais funcionais visando mitigar estes estresses. Por exemplo, alguns destes materiais são capazes de reagir a estímulos e liberar compostos que melhoram a nutrição da planta e conferem resistência a estresses. Estes materiais também podem ser integrados a outros oriundos de resíduos agrícolas, atendendo aos conceitos de economia circular. Neste contexto, o objetivo desta proposta é desenvolver, otimizar e caracterizar filmes mulching nanoestruturados duplamente responsivos através da técnica de fiação por sopro em solução (solution blow spinning - SBS). Os filmes serão produzidos utilizando, por exemplo, derivados de celulose, polimetacrilato de dimetilaminoetila (PDMAEMA) - um polímero que confere responsividade a pH e temperatura - e nanomateriais funcionais diversos. As nanoestruturas serão empregadas como fontes de nutrientes e de sistemas de proteção para plantas quando estressadas. As avaliações "in vitro" com variação dos estresses abióticos (pH, temperatura e umidade), e bióticos como fungos serão realizadas. Pretende-se também avaliar a variação da quantidade dos materiais na composição de filmes. Para isso, será necessário obter e caracterizar a nanocelulose, e posteriormente, modificá-la através da técnica de enxerto com o polímero PDMAEMA. As nanopartículas de cálcio e potássio, carbon dots e nanopartículas de lignina serão fabricadas, caracterizadas e avaliadas. A formulação dos filmes de acetato de celulose, nanocelulose funcionalizada com PDMAEMA e os nanomateriais será feita por SBS e as características inteligentes (responsividades) serão investigadas, além dos ensaios mecânicos (resistência) e de biodegradabilidade. Por fim, os efeitos das nanoestruturas como agentes antifúngicos, análises bioquímicas e variações nas transcrições genéticas em mudas de plantas também serão avaliados. Assim, espera-se que esta pesquisa contribuía para o melhor entendimento do uso de novas tecnologias na melhoria e proteção de plantas quando submetidas a a estresses bióticos e abióticos.