Publicação: Preparo e caracterização de suprapartículas híbridas com potencial aplicação agrícola
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Data
Orientador
Grillo, Renato 
Coorientador
Pós-graduação
Ciência dos Materiais - FEIS 33004099083P9
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A inovação tecnológica permite o desenvolvimento de sistemas promissores para a agricultura. Materiais nanoparticulados com potencial para liberação controlada de insumos agrícolas representam sistemas inovadores para este setor. No entanto, pouco se conhece sobre seus efeitos tóxicos e nocivos aos seres humanos e ao ambiente. Assim, potencializar a nanotecnologia a partir do desenvolvimento de suprapartículas (SPs) - estruturas complexas formadas por partículas coloidais com tamanho normalmente em escala micrométrica - pode representar uma solução para os desafios inerentes aos nanopesticidas e nanofertilizantes, uma vez que SPs podem reduzir a lixiviação destes nanomateriais no solo e melhorar o seu efeito na planta cultivada. Neste estudo, SPs foram desenvolvidas a partir de nanopartículas de óxido de zinco (NPs ZnO), que posteriormente evoluíram para SPs híbridas a partir da dispersão ternária contendo NPs ZnO, nanocarreadores magnéticos contendo herbicida atrazina (PCL/ATZ_Fe3O4) e celulose microcristalina. Desta forma, SPs foram fabricadas a partir do método de automontagem induzida por evaporação em superfície superhidrofóbica e as SPs resultantes foram avaliadas quanto à morfologia, a partir de análises de Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada com Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV-EDS) e micrografias óptica em tempo real da gotícula em evaporação, e por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A dispersão contendo NPs ZnO levaram ~ 60 minutos para se automontar em suprapartícula, enquanto que as gotículas contendo a dispersão ternária levaram ~ 70 minutos. Além disso, os ensaios de liberação do herbicida atrazina e do íon zinco (Zn) revelaram que a liberação do ingrediente ativo ocorre de maneira lenta e gradativa comparada com as NPs padrão sendo que o mecanismo que governa a liberação do herbicida é o transporte anômalo, enquanto para o íon zinco a liberação é governada pelo modelo de ordem zero. Portanto, espera-se que essa tecnologia ofereça uma nova perspectiva para a liberação combinada de insumos agrícolas e para a criação de sistemas mais seguros e sustentáveis para a agricultura.
Resumo (inglês)
Technological innovation allows the development of promising systems for agriculture. Nanoparticulate materials with potential for controlled release of agricultural inputs represent innovative systems for this sector. However, little is known about its toxic and harmful effects on humans and the environment. Thus, leveraging nanotechnology from the development of supraparticles (SPs) - complex structures formed by colloidal particles normally in the micrometer scale - may represent a solution to the challenges inherent to nanopesticides and nanofertilizers, since SPs can reduce the leaching of these nanomaterials in the soil and improve their effect on the cultivated plant. In this study, SPs were developed from zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs), which later evolved into hybrid SPs from ternary dispersion containing ZnO NPs, magnetic nanocarriers containing atrazine herbicide (PCL/ATZ_Fe3O4) and microcrystalline cellulose. Thus, SPs were manufactured using the self-assembly method induced by evaporation on a superhydrophobic surface and the resulting SPs were evaluated for morphology based on Scanning Electron Microscopy analyzes coupled with Energy Dispersive Spectroscopy and real-time micrographs of the evaporating droplet, with dispersion droplets containing ZnO NPs took approximately 60 minutes to self-assemble into a superparticle, whereas droplets containing the ternary dispersion took approximately 70 minutes. In addition, the atrazine herbicide and zinc (Zn) ion release assays revealed that the release of the active ingredient occurs slowly and gradually compared to the standard nanoparticle, and the mechanism that governs the release of the herbicide is anomalous transport, while for the zinc ion the release is governed by the Zero Order model. Therefore, this new technology is expected to offer a new perspective for the combined release of agricultural inputs and for the creation of safer and more sustainable systems for agriculture.
Descrição
Palavras-chave
Suprapartículas, Liberação lenta, Nanopartículas, Agricultura, Supraparticles, Slow release, Nanoparticles, Agriculture
Idioma
Português
Como citar
FORINI, Mariana Monteiro de Lima Honorato. Preparo e caracterização de suprapartículas híbridas com potencial aplicação agrícola. 74 f. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista - Unesp, Ilha Solteira, 2023.
