Validação sobre o reuso de criogéis à base de nanocelulose na absorção de óleo utilizando métodos físicos concomitantes à métodos computacionais.

  • Autor
  • Égon Piragibe Barros Silva Borges
  • Co-autores
  • Rubia Figueredo Gouveia
  • Resumo
  •  

    Frequentemente acidentes com derramamento de óleo, aumento de efluentes de óleo industrial e vazamento de solventes insolúveis em água têm causado diversos efeitos nos ecossistemas aquáticos. Nesse contexto, muitos esforços têm sido dedicados ao design de materiais absorventes com características atraentes como sustentabilidade e viabilidade econômica . Embora criogéis à base de nanoestruturas de celulose preencham quase todas essas características, a nanocelulose não modificada inviabiliza a aplicação desses criogéis em meios aquosos e na adsorção de contaminantes hidrofóbicos devido a sua hidrofilicidade. Para superar esta desvantagem, o látex de borracha natural (NR) tem sido incorporado em criogéis de nanofibrilas de celulose (CNFs), proporcionando hidrofobicidade e resiliência úmida necessária para a absorção de óleo, ampliando sua aplicação final para a absorção de contaminantes hidrofóbicos. No entanto, a reutilização é uma propriedade obrigatória para absorventes de design inovador, o que exige entender como manter a eficiência do ciclo de absorção por meio da compreensão da estrutura interna tridimensional desses absorventes.  Diante do exposto, neste estudo é proposto um novo e eficiente protocolo para validar a reutilização de criogéis baseados em nanocelulose na absorção de óleo, utilizando métodos físicos concomitantes à métodos computacionais . Criogéis CNF com NR (CNF@NR) foram produzidos através do protocolo de gelo-modelagem/congelamento, obtendo uma estrutura porosa aberta hierárquica. Ciclos de absorção e remoção de óleo por método mecânico de centrifugação foram realizados para mensurar a capacidade de reuso desses criogéis . Além do mais, técnicas de imageamento por Microtomografia de raios-X (microCT) foram utilizadas para correlacionar as mudanças morfológicas dos criogéis com a sua capacidade absortiva durante os ciclos de reuso. Resultados preliminares demonstraram que os criogéis baseados em nanocelulose mantiveram até 60% da sua capacidade absortiva inicial com uma queda de sua porosidade em torno de 10%.  Os tomogramas do criogel com óleo adsorvido apresentaram  baixo contraste de fases, sendo necessário o desenvolvimento de um método automatizado com auxílio de deep-learning para a segmentação das fases óleo/criogel. Dessa forma, foi possível analisar a morfologia das paredes do criogel durante a fase de óleo adsorvido, a qual indicou possíveis indícios de entumecimento da parede sem mudanças morfológicas pronunciáveis. Portanto,  foi possível validar a capacidade de reutilização de criogéis CNF@NR na absorção de óleo durante vários ciclos de absorção/dessorção com auxílio da visão computacional, destacando esses criogéis à base de nanocelulose como uma alternativa promissora e ecologicamente correta para remediação dos meios contaminados com óleo.

  • Palavras-chave
  • deep learning, segmentação, criogéis, absorvente de óleo, celulose, reuso
  • Modalidade
  • Pôster
  • Área Temática
  • Nanociências & Nanotecnologia
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Bem-vindo(a) aos Anais do VII NanoMat, evento organizado pela Pós-graduação em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC) com o intuito de reunir e debater trabalhos desenvolvidos por alunos e pós-doutorandos em Materiais e áreas afins.

13/12/2022

(11:00 às 16:15)

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16:00

14/12/2022

(8:30 às 17:45)

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212-0
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Os resumos podem ser submetidos tanto em inglês quanto em português e serão avaliados pela comissão científica quanto a forma, conteúdo e pertinência de apresentação. Todos os resumos foram avaliados de modo ad-hoc.

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