Produção de nanocápsulas de lignina para liberação controlada de fertilizantes

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Uchôa, Patrícia Zigoski
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciência dos materiais; Nanocápsulas; Lignina; Microencapsulação; Biomassa vegetal; Adubos e fertilizantes; Uréia como fertilizante; Biotecnologia agrícola
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/18052

Com a guerra da Rússia e Ucrânia em 2022, notou-se a dependência que a produção agrícola do Brasil possui quanto a importação de fertilizantes. Com essa situação, o mercado começou a procurar insumos agrícolas de alta performance e alternativas para substituir as importações, como a nanotecnologia. A proposta desse trabalho foi o estudo de liberação controlada de ureia, por meio da fabricação de nanocapsulas de lignina, que além de apresentar características favoráveis para tal aplicação, tais como biocompatibilidade e biodegradabilidade, possui grande disponibilidade, sendo o segundo biopolímero mais abundante. Além disso, a utilização da lignina como matriz, um polímero natural, atóxico, biodegradável e de fonte renovável, não gera resíduos de micro/nanoplásticos no solo, auxiliando a preservação ambiental. No entanto, 95% do volume de lignina produzido é utilizado apenas para geração de energia por combustão. Nesse trabalho, foram desenvolvidos a extração da lignina, a síntese de nanoestruturas, o estudo dos parâmetros de síntese, o encapsulamento e o estudo da liberação in vitro e no solo. A extração da lignina ocorreu pelo método Organosolv e foi caracterizada por FTIR, RMN, DSC e TGA, constatando-se que houve a extração da celulose e hemicelulose. Foram investigados dois métodos de produção de nanocápsulas, tendo sido estudados os efeitos da concentração de lignina, da velocidade de agitação e da injeção de antissolvente. Os melhores parâmetros para a produção de nanocápsulas foram: concentração de lignina de 10 g/L, velocidade de agitação de 750 rpm e 0,5 L/h de taxa de injeção, em que se obteve diâmetro médio de 250 nm. As nanocápsulas ocas passaram por caracterizações químicas e térmicas, sendo usadas para o encapsulamento de ureia pelo método "one pot. Após o encapsulamento foi realizado o estudo da liberação in vitro da ureia encapsulada, havendo liberação total em 22 dias. Avaliou-se também a lixiviação e liberação no solo, em que em 34 dias houve a liberação de 100% da ureia na forma livre e apenas 50% da ureia encapsulada, indicando que o perfil de liberação para o solo é lento e controlado, o que demonstra o grande potencial da ureia nanoencapsulada para a agricultura. A ureia nanoencapsulada produzida nesse trabalho resultou no registro de uma patente