A engenharia macromolecular (*) centraliza as linhas de pesquisa do laboratório, as quais têm caráter multidisciplinar, e por isto os resultados contam com aporte fundamental colaborações de outras instituções. Em geral, os projetos, artigos e patentes congregam químicos, físicos, biólogos, farmacêuticos e engenheiros.
(*) Arte de i) planejar a estrutura química de polímeros a partir das propriedades desejadas para aplicações tecnológicas especificas, ii) realizar a síntese e iii) testar os produtos obtidos.
REOLOGIA DE POLÍMEROS E COLÓIDES
Reologia de Polímeros e Colóides
Aplicações:
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–Novos materiais
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–Géis estimuláveis
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–Cosméticos
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–Produtos farmacêuticos
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–Indústria do petróleo
A reologia compreende o estudo da resposta dinâmica de materiais fluidos sob efeito de deformação.
Nosso laboratório têm dois enfoques nesta área do conhecimento:
1) Planejamento, síntese e estudo de sistemais coloidais com propriedades reológicas diferenciadas, que podem ser induzidas por estímulos tais como força iônica, pH, temperatura, radiação e campo elétrico. Neste contexto, polímeros são sintetizados a partir da biomassa, e investigamos as propriedades reológicas dos mesmos.
2) Determinação de propriedades reológicas de materiais poliméricos (blendas e compósitos) no estado sólido e fundido.
Planejamento e síntese de polímeros com arquitetura controlada
Aplicações:
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–Nanomateriais
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–Preparação de colóides
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–Tecnologias de encapsulação
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–Géis estimuláveis
SÍNTESE DE MACROMOLÉCULAS COM ARQUITETURA CONTROLADA
Nesta linha de pesquisa nós desenvolvemos metodologias para a síntese de macromoléculas com arquitetura, funcionalidade, composição e topologias controladas.
Materiais com propriedades ajustáveis tais como biocompatibilidade, molhabilidade, adesão, baixo coeficiente de atrito, resposta frente a variações nos parâmetros das vizinhanças (ex.: pH, temperatura, força iônica, radiação UV, campo magnético, etc.) podem ser elaborados através da combinação de monômeros (com distintas reatividades, solubilidades e grupos funcionais) e mecanismos de polimerização (radicalar, aniônica, catiônica).
Preparação de cóloides funcionais
Aplicações:
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–Nanotecnologia
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–Encapsulação de moléculas solvofóbicas
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–Mecanismos de contraste em técnicas de diagnóstico
–Géis
COLÓIDES FUNCIONAIS
Nosso interesse em colóides se concentra no planejamento e síntese de sistemas de micro- e nanopartículas (orgânicas, inorgânicas e híbridas) com funcionalidades específicas, e determinadas a partir da manipulação dos processos de síntese.
Projetos em andamento:
– Síntese por ATRP em Mini-emulsão Reversa de Copolímeros em Bloco Fluorados com Aplicação em Diagnósticos por IRM de 19F.
–Nanopartículas hierárquicas a base de copolímeros em bloco, proteínas e agentes de contraste para aplicação em diagnósticos por imagem.
–Nanocápsulas e micelas aplicadas ao tratamento da asma.
Funcionalização de superfícies por filmes finos de polímeros
- Aplicações:
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–Sensores
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–Adesivos inteligentes
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–Nanolitografia e nanofabricação
ENGENHARIA DE SUPERFÍCIES
Nossa equipe estuda a funcionalização de superfícies por filmes finos de polímeros ligados covalentemente à superfície através de uma das extremidades (grupo terminal) da cadeia, originando estruturas híbridas do tipo escova (polymer brushes). Com esta finalidade, três metodologias distintas são consideradas, especificamente: 1) Polimerização radicalar controlada induzida a partir de superfícies reativas (grafting from); 2) Enxerto de cadeias poliméricas com grupos terminais reativos (grafting to) e 3) Deposição rotacional (spin-coating) de copolímeros dibloco anfifílicos contendo pelo menos um segmento com habilidade de formar múltiplas ligações covalentes com o substrato.
Projetos em andamento:
– Síntese Controlada e Deposição de Copolímeros Funcionalizados sobre Superfícies.
Fabricação de materiais nanoestruturados por processos de auto-montagem.
Aplicações:
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–Catálise
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–Sensores
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–Nanolitografia e nanofabricação
POLÍMEROS PARA CONSTRUÇÃO DE MATERIAIS NANOESTRUTURADOS
Nesta linha de atuação, nosso laboratório busca criar estratégias originais para a fabricação de materiais nanoestruturados através de processos de auto-organização/montagem empregando blocos elementares constituídos por copolímeros anfifílicos versáteis e partículas metálicas. Sintetizar/preparar sistemas coloidais com dois arranjos arquitetônicos distintos, nomeadamente: 1) micelas esféricas e cilíndricas decorados com espécies metálicas e 2) micelas esféricas e cilíndricas com espécies metálicas incorporadas ao núcleo. Nesta linha de pesquisa, prioriza-se a construção de estruturas hierárquicas com base em processos de auto-organização de macromoléculas anfifílicas e interações eletrostáticas entre funções ácido-base antagonistas presentes em cada entidade, bem como formação de complexos inorgânicos. Estas interações são moduladas por meio do ajuste de parâmetros experimentais associados tanto à estrutura molecular das cadeias poliméricas individuais quanto às partículas em si. Tais materiais híbridos formados por componentes orgânicos e inorgânicos apresentam, reconhecidamente, um grande potencial para aplicação tecnológica em sistemas ópticos, eletrônicos, mecânicos e biomédicos.
Compósitos a base de materiais biodegradáveis (naturais ou sintéticos)
Aplicações:
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–Novos materiais poliméricos
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–Materiais sustentáveis
MATERIAIS BIODEGRADÁVEIS – BLENDAS POLIMÉRICAS –
A presente linha de estudo tem como objetivos desenvolver blendas a base de materiais biodegradáveis em presença de compostos de baixo peso molecular que atuam como plastificantes, agentes nucleantes e estabilizantes térmicos. Visa-se, com esta pesquisa aplicada, desenvolver um material com baixo impacto ambiental e totalmente biodegradável, de alta flexibilidade e podendo ser moldado por injeção.
Projetos em andamento:
– Biocompósitos de Matriz Poliéster com Fibras Naturais para Aplicações em Larga Escala.