Produção de fibras lignocelulósicas preenchidas com hidrogéis e inspiradas na parede celular vegetal por fiação úmida coaxial

Resumo

A fiação úmida coaxial é um processo de baixo custo e escalonável para produzir materiais celulósicos absorventes, sendo uma alternativa aos processos que possuem alto gasto energético, como a liofilização. Por este método, hidrogéis (core) podem ser encapsulados em uma camada polimérica (shell) pela extrusão simultânea dos componentes diretamente em um banho coagulante. Assim, este projeto propõe um método verde e sustentável para produzir fibras preenchidas com hidrogéis por fiação úmida coaxial utilizando apenas materiais extraídos ou produzidos a partir de biomassas lignocelulósicas. Enquanto os hidrogéis serão produzidos pela combinação de nanofibrilas de celulose, lignina e hemicelulose, a camada de recobrimento será produzida utilizando um compósito de nanocristais de celulose e derivados celulósicos (acetato de celulose ou metilcelulose). As propriedades das fibras serão moduladas modificando a composição do hidrogel e do recobrimento, enquanto a presença da camada polimérica aprimorará a ductilidade dos materiais, que poderão ser aplicados como materiais absorventes nas áreas biomédicas. O processo será otimizado com base nas caracterizações morfológicas e mecânicas das fibras e da capacidade de absorção de água. Experimentos de reologia e em microbalança de cristal de quartzo com monitoramento de dissipação de energia fornecerão uma compreensão fundamental sobre as interações intermoleculares que ocorrem em decorrência da combinação dos componentes do hidrogel. Os resultados obtidos serão importantes para o avanço na compreensão das interações entre os componentes e no desenvolvimento de métodos para a produção de materiais avançados obtidos a partir de resíduos agroindustriais, que são inspirados na composição e na arquitetura da parede celular vegetal. (AU)