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Tipo do documento: Dissertação
Título: Desenvolvimento de filmes biopoliméricos reforçados com material híbrido a base de haloysita e pontos poliméricos de carbono
Título(s) alternativo(s): Development of biopolymer films reinforced with hybrid material based on haloysite and polymeric carbon dots
Autor: ARAUJO, Rebecca Jemima Pereira 
Primeiro orientador: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Primeiro membro da banca: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Segundo membro da banca: SANTANA, Sirlane Aparecida Abreu
Terceiro membro da banca: LIMA, Roberto Batista de
Resumo: Pontos Poliméricos de Carbono (CPDs) são um novo tipo de nanomaterial fluorescente à base de carbono (0D) com um tamanho menor que 20 nm. Devido às suas propriedades únicas, CPDs têm potenciais aplicações em diversos campos de interesse, como óptica, eletrônica, sensores e biomedicina. Por outro lado, sólidos inorgânicos, tais como argilominerais, podem ser combinados com várias espécies e formar compósitos com baixa toxicidade, maior biocompatibilidade e melhor estabilidade mecânica. Dentro dessa perspectiva, os argilominerais podem ser combinados com polímeros, sendo processados como filmes. Neste estudo, uma mistura dos polissacarídeos alginato e carboximetilcelulose foi incorporada com diferentes concentrações de um material híbrido desenvolvido a partir da união do argilomineral haloysita e CPD (HC) obtidos por via seca e via úmida (HC-VS e HC-VU), para formar filmes biodegradáveis reforçados (ACHC-VS e ACHC-VU). Os materiais foram caracterizados por diversas técnicas físico-químicas (FTIR, UV-Vis, DRX, DSC, BET, MEV, EDS, PL), e suas propriedades de barreira, ópticas, texturais e mecânicas foram investigadas. Através de análises de espectroscopia no UV Vis, DRX, FTIR e BET foi possível constatar que o material HC-VS apresentou maior teor de CPD em sua composição final em comparação ao material HC-VU. Dessa forma, as propriedades estruturais e morfológicas dos filmes ACHC-VS e ACHC-VU tinham diferenças significativas. Os espectros de FTIR dos filmes ACHC-VS indicaram fortes ligações de hidrogênio entre os componentes do material, ao mesmo tempo em que a introdução dos híbridos HC-VS na matriz biopolimérica bloqueou significativamente uma parte substancial da radiação ultravioleta devido à capacidade dos CPDs de absorver radiação ultravioleta e fótons azuis. Além das boas propriedades mecânicas, a taxa de transmissão de vapor de água dos filmes resultantes mostrou uma diminuição de quase 2 vezes nos filmes compostos em comparação com o filme de polímero puro, indicando que a adição do híbrido HC-VS melhorou as propriedades de barreira contra o vapor de água. Esses resultados foram corroborados quando o filme ACHC-VS 0,06 demonstrou excelentes resultados quando aplicado como bloqueador UV em bananas e como embalagem de morangos.
Abstract: Carbon polymer dots (CPDs) are a novel type of carbon-based fluorescent (0D) nanomaterial with a size smaller than 20 nm. Due to their unique properties, CPDs hold potential applications in various fields of interest, such as optics, electronics, sensors and biomedicine. On the other hand, inorganic solids, such as clay minerals have the potential for integration with various species and form composites with low toxicity, increased biocompatibility and enhance mechanical stability. Within this perspective, clay minerals can be combined with polymers, being processed into films. In this study, a mixture of alginate and carboxymethylcellulose polysaccharides was incorporated with different concentrations of a hybrid material developed from the union of the clay mineral halloysite and CPD (HC) obtained by dry and wet processes (HC-VS and HC-VU), to form reinforced biodegradable films (ACHC-VS and ACHC-VU). The materials were characterized by various physicochemical techniques (FTIR, UV-Vis, XRD, DSC, BET, SEM, EDS, PL), and their barrier, optical, textural and mechanical properties were investigated. Through UV-Vis spectroscopy, XRD, FTIR, and BET analyses, it was observed that the HC-VS material exhibited a higher CPD content in its final composition compared to the HC-VU material. Thus, the structural and morphological properties of ACHC-VS and ACHC- VU films showed significant differences. The FTIR spectra of the ACHC-VS films indicated strong hydrogen bonds between the material components, while the introduction of the HC-VS hybrids into the biopolymeric matrix significantly blocked a substantial part of the ultraviolet radiation due to the ability of the CPDs to absorb ultraviolet radiation and blue photons. In addition to the good mechanical properties, the water vapor transmission rate of the resulting films showed an almost 2-fold decrease in the composite films compared to the pure polymer film, indicating that the addition of the HC-VS hybrid improved the barrier properties against water vapor. These results were corroborated when the 0.06 ACHC-VS film demonstrated excellent perfomance when applied as a UV blocker on bananas and as packaging for strawberries.
Palavras-chave: filmes;
bionanocompósitos;
haloysita;
pontos poliméricos de carbono.
films;
bionanocomposites;
halloysite;
carbon polymer dots.
Área(s) do CNPq: Química
Ciências Exatas e da Terra
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: ARAUJO, Rebecca Jemima Pereira. Desenvolvimento de filmes biopoliméricos reforçados com material híbrido a base de haloysita e pontos poliméricos de carbono. 2024. 73 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5205
Data de defesa: 28-Fev-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA

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