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Biodegradação como proposta para tratamento e recuperação de nanotubos de carbono oriundos de resíduos de nanocompósitos poliméricos biodegradáveis

Processo: 19/15976-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2020 - 31 de março de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Ana Paula Lemes
Beneficiário:Ana Paula Lemes
Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Andrey dos Santos ; Danielle Maass ; Mirabel Cerqueira Rezende ; Nelson Manuel Viana da Silva Lima ; Wilson Jose Fernandes Lemos Junior
Assunto(s):Nanocompósitos  Biodegradação  Polímeros biodegradáveis  Nanotubos de carbono  Biopolímeros  Resíduos biodegradáveis  Propriedades térmicas  Condutividade elétrica  Reatores biológicos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:biodegradação | Biopolímeros | Nanocompósitos poliméricos | nanotubos de carbono | Polímeros Biodegradáveis | Tratamento de Resíduo | Nanocompósitos biodegradáveis

Resumo

Nesse projeto de pesquisa pretende-se investigar a recuperação de nanotubos de carbono (NTC) a partir da biodegradação de nanocompósitos poliméricos biodegradáveis reforçados com NTC, e a utilização desses NTC recuperados (NTC-rec) na produção denovos nanocompósitos. Assim, nanocompósitos poliméricos serão produzidos utilizando-se como matriz polímeros biodegradáveis com 1 e 2% (m/m) de NTC. Esses nanocompósitos serão caracterizados com relação as suas propriedades térmicas, por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA), microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), ensaios de tração e ensaios de condutividade elétrica. Posteriormente, esses nanocompósitos serão submetidos a ensaios de biodegradação em um bioreator. Durante este processo de biodegradação será avaliado o efeito de NTC na microbiota presente no biorreator, por meio de sequenciamento de "amplicons" usado o método NGS "Next Generation Sequencing". Os NTC recuperados do resíduo final do processo de biodegradação (NTC-rec) serão submetidos a um tratamento térmico ou a um tratamento ácido para sua purificação e, posteriormente, caracterizados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, microscopia de força atômica (AFM) e difração de raios X (DRX). Será realizado também um estudo sobre a toxicidade dos NTC utilizando ensaios miniaturizados in vitro com o protozoário ciliado Tetrahymena pyriformis. Para avaliar a possibilidade de reutilização dos NTC-rec, os NTC-rec serão utilizados na produção de novos nanocompósitos poliméricos biodegradáveis/NTC-rec com 1% e 2% (m/m), que serão caracterizados com relação as mesmas propriedades térmicas, mecânicas e de condutividade elétrica. A comparação entre essas propriedades fornecerá informações importantes a respeito da preservação das propriedades dos NTC e da sua reutilização, o que permitirá verificar a eficiência do tratamento proposto nesse projeto para o resíduo gerado por esses nanocompósitos. (AU)

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Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DA SILVA, ANA PAULA BERNARDO; GIROTTO, CASSIA COSTA; MONTANHEIRO, THAIS LARISSA AMARAL; DE FARIAS, MARCELO ALEXANDRE; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; TADA, DAYANE BATISTA; CRISTOVAN, FERNANDO HENRIQUE; LEMES, ANA PAULA. Evaluation of the use of carbon nanotubes recovered from a biodegradation process in the production of new biodegradable polymer nanocomposites. EXPRESS POLYMER LETTERS, v. 17, n. 2, p. 18-pg., . (19/15976-0, 17/24873-4)
SILVA, A. P. B.; MONTAGNA, L. S.; PASSADOR, F. R.; REZENDE, M. C.; LEMES, A. P.. Biodegradable nanocomposites based on PLA/PHBV blend reinforced with carbon nanotubes with potential for electrical and electromagnetic applications. EXPRESS POLYMER LETTERS, v. 15, n. 10, p. 987-1003, . (19/15976-0)
DE FREITAS, AMANDA DE S. M.; RODRIGUES, JESSICA S.; MACIEL, CRISTIANE C.; PIRES, ARIANE A. F.; LEMES, ANA PAULA; FERREIRA, MARYSTELA; BOTARO, VAGNER R.. mprovements in thermal and mechanical properties of composites based on thermoplastic starch and Kraft Ligni. International Journal of Biological Macromolecules, v. 184, p. 863-873, . (19/19401-1, 19/15976-0)
DE FREITAS, AMANDA DE S. M.; RODRIGUES, JESSICA S.; BOTARO, VAGNER R.; LEMES, ANA PAULA; CRUZ, SANDRA ANDREA; WALDMAN, WALTER R.. Formation of craze-like pattern in polypropylene UV-induced surface cracking. JOURNAL OF POLYMER RESEARCH, v. 29, n. 12, p. 8-pg., . (16/24936-3, 19/15976-0, 19/19401-1)
DE FREITAS, AMANDA DE SOUSA MARTINEZ; DA SILVA, ANA PAULA BERNARDO; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; NOGUEIRA, IURY ARAUJO; CARVALHO, NATHAN KEVIN; DE FARIA, VITOR SIQUEIRA; DOS SANTOS, NATALI BOMFIM; LEMES, ANA PAULA. Thermoplastic starch nanocomposites: sources, production and applications - a review. JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION, . (19/15976-0, 19/15888-3, 19/15957-5)
CARVALHO, NATHAN K.; SILVA, ANA P. B.; LEMES, ANA P.. Effects of tributyrin as plasticizer in poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) on processability, mechanical, and thermal properties. Journal of Applied Polymer Science, v. 140, n. 32, p. 9-pg., . (19/15957-5, 19/15976-0)

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