Desenvolvimento de nanoesferas poliméricas por electrospraying com potencial aplicação na fixação de CO2 em cultivo microalgal
Autor: Bruna Pereira Vargas (Currículo Lattes)
Resumo
O dióxido de carbono (CO2) é um dos principais gases do efeito estufa, o qual afeta negativamente a produção de alimentos, contribuindo com alterações climáticas e aumento da erosão de solos férteis. Uma importante estratégia para a redução dos níveis de CO2 na atmosfera corresponde a fixação deste gás por meio do cultivo de microalgas. Nesse sentido, técnicas que objetivam aumentar a fixação do gás em cultivo microalgal tornam-se relevantes para a obtenção de maiores taxas de mitigação. A nanotecnologia tem demonstrado sua eficiência na captura e/ou adsorção de CO2 por meio de nanomateriais poliméricos, desenvolvidos com polímeros que apresentam afinidade pelo gás, como o poliacrilonitrila (PAN). No entanto, existem poucos estudos com nanoesferas poliméricas adsorventes de CO2, sendo inovador a aplicação desses nanomateriais no cultivo de microalgas visando o incremento da biofixação de CO2. Diante disso, o objetivo deste trabalho consistiu em desenvolver nanoesferas de poliacrilonitrila com potencial para incrementar a biofixação de CO2 em cultivo microalgal. Assim, supõe-se que a taxa de fixação de CO2 será maior, em função da elevada área superficial por unidade de volume que as nanoesferas apresentam. O trabalho foi dividido em duas partes: experimental, com a redação de um artigo e uma patente e teórico, por meio de levantamento bibliográfico em um artigo de revisão. As nanopartículas foram desenvolvidas pela técnica de electrospraying definindo as propriedades da solução polimérica e parâmetros do processo. Por meio de testes preliminares, selecionou-se as condições: variação da concentração de polímero em 0,5; 0,75 e 1% (m v -1), solvente dimetilformamida, potencial elétrico (PE) 15; 18 e 20 kV, taxa de alimentação da solução polimérica (TA) 400 e 500 µL h1, distância entre o capilar e o coletor (DCC) 150 e 180 mm e diâmetro do capilar de 0,45 mm. Os nanomateriais foram caracterizados morfologicamente e físico-quimicamente por meio de análises microscópicas e calorimétricas. Nanoesferas homogêneas foram desenvolvidas com a concentração de PAN 0,75% (m v-1), PE 18 kV, TA 500 µL h-1 e DCC 150 mm. O diâmetro médio foi de 522±72 nm. As análises térmicas demonstraram que as nanopartículas são estáveis até 300 °C, quando se inicia a degradação dos nanomateriais. Além disso, não foi verificada a presença de solvente residual, demonstrando que os parâmetros do electrospraying foram satisfatórios. Dessa maneira, as nanoesferas são potenciais materiais adsorventes para aplicação no cultivo de microalgas de forma pioneira, visando o aumento da taxa de biofixação de CO2, sendo essa importante estratégia para a mitigação desse gás na atmosfera.