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Lignin as a Dual-Function Stabilizer for Protecting PCL Nanoparticles from Photodegradation and Enhancing Atrazine Delivery

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Autor(es):
Rodrigues, Jessicade Souza ; Freitas, Amanda de Sousa Martinez de ; Lopes Ferreira, Andre ; Espirito Santo Pereira, Anderson do ; de Jesus, Marcelo Bispo ; Ferreira, Marystela ; Fraceto, Leonardo Fernandes
Número total de Autores: 7
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING; v. N/A, p. 16-pg., 2025-07-31.
Resumo

In this study, we developed poly(epsilon-caprolactone) (PCL) nanoparticles (NP) stabilized with fractionated lignin and evaluated their effectiveness in atrazine (ATZ) encapsulation, photoprotection, and herbicidal activity. The NP were synthesized using the emulsion-evaporation method and characterized by dynamic light scattering (DLS), nanoparticle tracking analysis (NTA), and atomic force microscopy (AFM). High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to determine encapsulation efficiency (EE%) and monitor ATZ degradation under UV exposure. The lignin-stabilized NP exhibited superior UV protection, reducing ATZ photodegradation by 32% compared to the commercial formulation. KL_30% was the most effective stabilizer, increasing EE% by 15% relative to the control formulation. Herbicidal assays demonstrated that KL_30%-stabilized NP achieved 28% higher weed inhibition in Bidens pilosa and 21% higher inhibition in Amaranthus viridis, particularly at reduced doses, compared to both the commercial formulation and PVA-stabilized NP. These results highlight the potential of lignin-stabilized NP as an eco-friendly alternative for controlled herbicide delivery, offering enhanced photoprotection and prolonged efficacy for sustainable weed management. (AU)

Processo FAPESP: 21/10639-5 - Centro de Pesquisa em Biodiversidade e Mudanças do Clima
Beneficiário:Leonor Patricia Cerdeira Morellato
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
Processo FAPESP: 23/06505-9 - Preparo de dispositivos flexíveis e biodegradáveis utilizando biopolímeros aditivados com materiais de carbono: Insights para uma agricultura sustentável
Beneficiário:Marystela Ferreira
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 24/01872-6 - Valoração da biomassa para aplicações agrícolas: Uso da nanolignina em hidrogéis sustentáveis para liberação controlada de fósforo em solos
Beneficiário:Leonardo Fernandes Fraceto
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 23/00335-4 - AVALIAÇÃO DA CORRELAÇÃO ESTRUTURA-DESEMPENHO DE FRAÇÕES DE LIGNINA KRAFT: Insights para uma Agricultura Sustentável
Beneficiário:Jessica de Souza Rodrigues
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 24/14149-0 - Valoração da biomassa para aplicações agrícolas: Uso da nanolignina em hidrogéis sustentáveis para liberação controlada de fósforo em solos
Beneficiário:Amanda de Sousa Martinez de Freitas
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores