Nome do Projeto
Desenvolvimento de Biofilmes Funcionais a partir de Resíduos de frutos e hortaliças para aplicações tecnológicas.
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
14/05/2026 - 19/12/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
Nos últimos anos, a globalização e a competitividade industrial têm impulsionado a pesquisa por materiais versáteis e sustentáveis. Diante deste cenário a comunidade científica busca alternativas que priorizem o aproveitamento integral de biomassas e a substituição de polímeros fósseis por matrizes biodegradáveis alinhando-se, também, aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU. Nesse sentido, o presente projeto propõe o desenvolvimento de biofilmes poliméricos utilizando resíduos de frutos e hortaliças visando aplicações tecnológicas. A metodologia compreenderá desde a extração dos componentes de interesse, caracterizações químicas e físicas destes para compreensão de suas propriedades e potenciais, assim como o estudo de metodologias e processos de obtenção para o desenvolvimento de biofilmes. A obtenção dos biofilmes será realizada utilizando o método casting, cujas condições de processo serão monitoradas a fim de assegurar espessura uniforme e integridade estrutural.
Os insumos residuais de origem, assim como as soluções filmogênicas e os biofilmes desenvolvidos serão caracterizados utilizando técnicas analíticas e instrumentais a fim de estabelecer as correlações fundamentais entre a composição das matrizes poliméricas e o desempenho funcional dos materiais.
Como resultado espera-se a consolidação de um processo que una inovação à preservação ambiental, gerando materiais poliméricos versáteis e de baixo custo.
Objetivo Geral
Desenvolvimento de biofilmes poliméricos utilizando resíduos de frutos e hortaliças visando aplicações tecnológicas.
Justificativa
A crescente demanda por sustentabilidade e eficiência produtiva tem reorientado as linhas de pesquisa para o uso de insumos renováveis.
Metodologia
A metodologia compreenderá desde a extração dos componentes de interesse, caracterizações químicas e físicas destes para compreensão de suas propriedades e potenciais, assim como o estudo de metodologias e processos de obtenção para o desenvolvimento de biofilmes.
Farão parte das investigações a avaliação de parâmetros físicos e químicos (transparência, pH, espessura, solubilidade e intumescimento, teor de cinza, atividade antioxidante e antimicrobiana, quando cabível), assim com o monitoramento através de técnicas instrumentais como a espectroscopia de infravermelho (FTIR) para a análise estrutural dos compostos; analises de calorimetria diferencia de varredura e termogravimetria (DSC e TGA) para investigar o comportamento térmico; ensaios de tração para verificar e monitorar o desempenho mecânico, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para observar a morfologia, interfase e porosidade e técnicas de viscosimetria para monitorar a viscosidade das soluções.
Como foco principal serão objeto dos estudos os componentes amido (presente tanto em sementes quanto nas polpas ou corpo) e celulose (presente nas cascas, caules, folhas).
O delineamento experimental abrangerá três rotas principais:
(i)matrizes exclusivas de amido;
(ii)redes celulósicas; e
(iii)sistemas híbridos combinando ambos
Além disso, a funcionalização química ou física dos componentes será explorada para o ajuste fino das propriedades finais do material.
Farão parte das investigações a avaliação de parâmetros físicos e químicos (transparência, pH, espessura, solubilidade e intumescimento, teor de cinza, atividade antioxidante e antimicrobiana, quando cabível), assim com o monitoramento através de técnicas instrumentais como a espectroscopia de infravermelho (FTIR) para a análise estrutural dos compostos; analises de calorimetria diferencia de varredura e termogravimetria (DSC e TGA) para investigar o comportamento térmico; ensaios de tração para verificar e monitorar o desempenho mecânico, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para observar a morfologia, interfase e porosidade e técnicas de viscosimetria para monitorar a viscosidade das soluções.
Como foco principal serão objeto dos estudos os componentes amido (presente tanto em sementes quanto nas polpas ou corpo) e celulose (presente nas cascas, caules, folhas).
O delineamento experimental abrangerá três rotas principais:
(i)matrizes exclusivas de amido;
(ii)redes celulósicas; e
(iii)sistemas híbridos combinando ambos
Além disso, a funcionalização química ou física dos componentes será explorada para o ajuste fino das propriedades finais do material.
Indicadores, Metas e Resultados
Como meta principal cita-se desenvolver e caracterizar biofilmes poliméricos biodegradáveis a partir de amido e celulose extraídos de resíduos de frutos e hortaliças, otimizando três rotas de formulação (amido, celulose e híbrida) para alcançar propriedades estruturais, térmicas e mecânicas compatíveis com aplicações tecnológicas em embalagens ou dispositivos funcionais. A partir dos estudos gerar conhecimento e knowhow quanto as etapas e processos que contemplam os desenvolvimentos como obter extratos livres de contaminantes e com rendimento adequado para as etapas subsequentes, otimizar as condições reacionais, verificar se a funcionalização química ou física desses componentes permite o ajuste fino de propriedades, possibilitando a obtenção de materiais com características customizadas de acordo com a aplicação pretendida. Como resultado espera-se a consolidação de um processo que una inovação industrial à preservação ambiental, gerando materiais poliméricos versáteis e de baixo custo.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| CRISTIANE KRAUSE SANTIN | 12 | ||
| CRISTIANE WIENKE RAUBACH | 2 | ||
| DÉBORA DUARTE RIBES | |||
| JOSE SARAIVA BONFIM JUNIOR | |||
| MARJANA RADÜNZ | 2 | ||
| TIAGO MORENO VOLKMER | 2 |