Quitosana modificada com cianoetoxiacrilato apresenta melhor desempenho e versatilidade
Resultado foi demonstrado em pesquisa da UFSCar que recebeu destaque no Congresso Brasileiro de Polímeros
O doutorando Samir Leite Mathias, do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais (PPGCM-So) do Campus Sorocaba da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), recebeu menção honrosa no 18º Congresso Brasileiro de Polímeros (CBPol), realizado em outubro, na cidade de Campos do Jordão (SP). Mathias é orientado pelo professor Aparecido Junior de Menezes, do Departamento de Física, Química e Matemática (DFQM-So).
O reconhecimento foi concedido ao trabalho intitulado "Tailoring chitosan for improved performance - The impact of cyanoethoxyacrylate grafting " (Otimização da quitosana para melhor desempenho - O impacto da enxertia de cianoetoxiacrilato), apresentado na categoria pôster. Segundo a Comissão Organizadora do evento e a Associação Brasileira de Polímeros (ABPol), a menção destaca a qualidade científica e a relevância da pesquisa, que contribui de forma significativa para o avanço do conhecimento na área de polímeros.
A pesquisa tem como foco a modificação da quitosana, um polímero natural obtido a partir da quitina, presente em carapaças de crustáceos, como camarões e caranguejos. Essa substância já é conhecida por suas propriedades biodegradáveis e atóxicas, sendo amplamente estudada em áreas como a ambiental, farmacêutica e biomédica.
Segundo o pesquisador, o principal objetivo do trabalho foi aprimorar a capacidade adsortiva da quitosana. De forma simplificada, isso significa aumentar sua capacidade de "capturar" e reter substâncias em sua superfície, como fármacos, metais potencialmente tóxicos e corantes presentes em efluentes industriais."Buscamos desenvolver um material que tenha maior eficiência em diferentes faixas de pH e que, além disso, não forme suspensões difíceis de separar do meio, o que facilita sua remoção após o uso", explica Mathias.
A modificação realizada na quitosana é chamada de enxertia química. Esse termo se refere ao processo em que novos grupos químicos são "ligados" à estrutura original da quitosana, alterando e melhorando suas propriedades. Nesse caso, foi utilizado o cianoetoxiacrilato, uma substância que, ao ser incorporada à quitosana, introduz novos grupos funcionais e ligações insaturadas. Isso torna o material mais versátil e abre caminho para futuras modificações ou combinações com outros polímeros (copolimerizações).
Os resultados indicaram ganhos expressivos, como maior facilidade de separação do material em soluções aquosas; possibilidade de futuras modificações estruturais; aumento de até 900% na capacidade de adsorção para corantes catiônicos, em comparação à quitosana convencional (dados ainda não publicados). Na prática, quando se diz que um material tem alta capacidade de adsorção para corantes catiônicos, significa que ele é muito eficiente em capturar e remover esses corantes da água ou de uma solução, o que é extremamente útil no tratamento de efluentes industriais e em processos de purificação.
A versatilidade da quitosana modificada amplia consideravelmente suas aplicações. De acordo com Mathias, o material pode ser utilizado: no desenvolvimento de curativos especiais; como carreador de fármacos, auxiliando na liberação controlada de medicamentos; e na produção de embalagens ativas, capazes de incorporar óleos essenciais e reduzir a permeabilidade a gases. Esse último uso é especialmente promissor para a conservação de alimentos, uma vez que pode aumentar a vida útil de frutas e vegetais, contribuindo para a redução de desperdícios.
Embora os testes sejam realizados em laboratório, a pesquisa já considera a viabilidade de aplicação em escala industrial. Segundo o doutorando, a reação utilizada não gera grandes volumes de resíduos, e o solvente empregado (DMSO) pode ser reutilizado. Além disso, o material final não forma suspensão, ou seja, não fica disperso na solução como uma "névoa" de partículas, o que facilita a separação: ele permanece sólido, tornando seu manuseio e remoção mais simples. "A escalabilidade é sempre um desafio, mas o processo que empregamos é promissor do ponto de vista ambiental e operacional", afirma.
A menção honrosa no CBPol representa não apenas uma conquista individual, mas também um reconhecimento ao trabalho desenvolvido no PPGCM-So, fortalecendo a visibilidade da Universidade na área de Ciência dos Materiais. Para Mathias, a premiação é um estímulo para dar continuidade aos estudos e aprofundar as possibilidades de aplicação do material desenvolvido. "Esse reconhecimento valoriza o esforço empregado e comprova o potencial da pesquisa desenvolvida na UFSCar", conclui.
O trabalho contou com a colaboração do professor Alain Dufresne, da Université Grenoble Alpes, que cedeu as instalações do Grenoble INP-Pagora, para desenvolvimento da pesquisa durante o doutorado sanduíche; e do professor Robson Valentim Pereira, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ - campus Macaé), que contribuiu com a ideia das enxertias com os alcoximetilenos. Um artigo com os resultados do estudo pode ser acessado em https://bit.ly/pesq_quitosana.
O reconhecimento foi concedido ao trabalho intitulado "
A pesquisa tem como foco a modificação da quitosana, um polímero natural obtido a partir da quitina, presente em carapaças de crustáceos, como camarões e caranguejos. Essa substância já é conhecida por suas propriedades biodegradáveis e atóxicas, sendo amplamente estudada em áreas como a ambiental, farmacêutica e biomédica.
Segundo o pesquisador, o principal objetivo do trabalho foi aprimorar a capacidade adsortiva da quitosana. De forma simplificada, isso significa aumentar sua capacidade de "capturar" e reter substâncias em sua superfície, como fármacos, metais potencialmente tóxicos e corantes presentes em efluentes industriais."Buscamos desenvolver um material que tenha maior eficiência em diferentes faixas de pH e que, além disso, não forme suspensões difíceis de separar do meio, o que facilita sua remoção após o uso", explica Mathias.
A modificação realizada na quitosana é chamada de enxertia química. Esse termo se refere ao processo em que novos grupos químicos são "ligados" à estrutura original da quitosana, alterando e melhorando suas propriedades. Nesse caso, foi utilizado o cianoetoxiacrilato, uma substância que, ao ser incorporada à quitosana, introduz novos grupos funcionais e ligações insaturadas. Isso torna o material mais versátil e abre caminho para futuras modificações ou combinações com outros polímeros (copolimerizações).
Os resultados indicaram ganhos expressivos, como maior facilidade de separação do material em soluções aquosas; possibilidade de futuras modificações estruturais; aumento de até 900% na capacidade de adsorção para corantes catiônicos, em comparação à quitosana convencional (dados ainda não publicados). Na prática, quando se diz que um material tem alta capacidade de adsorção para corantes catiônicos, significa que ele é muito eficiente em capturar e remover esses corantes da água ou de uma solução, o que é extremamente útil no tratamento de efluentes industriais e em processos de purificação.
A versatilidade da quitosana modificada amplia consideravelmente suas aplicações. De acordo com Mathias, o material pode ser utilizado: no desenvolvimento de curativos especiais; como carreador de fármacos, auxiliando na liberação controlada de medicamentos; e na produção de embalagens ativas, capazes de incorporar óleos essenciais e reduzir a permeabilidade a gases. Esse último uso é especialmente promissor para a conservação de alimentos, uma vez que pode aumentar a vida útil de frutas e vegetais, contribuindo para a redução de desperdícios.
Embora os testes sejam realizados em laboratório, a pesquisa já considera a viabilidade de aplicação em escala industrial. Segundo o doutorando, a reação utilizada não gera grandes volumes de resíduos, e o solvente empregado (DMSO) pode ser reutilizado. Além disso, o material final não forma suspensão, ou seja, não fica disperso na solução como uma "névoa" de partículas, o que facilita a separação: ele permanece sólido, tornando seu manuseio e remoção mais simples. "A escalabilidade é sempre um desafio, mas o processo que empregamos é promissor do ponto de vista ambiental e operacional", afirma.
A menção honrosa no CBPol representa não apenas uma conquista individual, mas também um reconhecimento ao trabalho desenvolvido no PPGCM-So, fortalecendo a visibilidade da Universidade na área de Ciência dos Materiais. Para Mathias, a premiação é um estímulo para dar continuidade aos estudos e aprofundar as possibilidades de aplicação do material desenvolvido. "Esse reconhecimento valoriza o esforço empregado e comprova o potencial da pesquisa desenvolvida na UFSCar", conclui.
O trabalho contou com a colaboração do professor Alain Dufresne, da Université Grenoble Alpes, que cedeu as instalações do Grenoble INP-Pagora, para desenvolvimento da pesquisa durante o doutorado sanduíche; e do professor Robson Valentim Pereira, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ - campus Macaé), que contribuiu com a ideia das enxertias com os alcoximetilenos. Um artigo com os resultados do estudo pode ser acessado em https://bit.ly/pesq_quitosana.
Contato para esta matéria: João Eduardo Justi Telefone: (16) 981587168
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