Tratamento a plasma em sistemas de liberação de feromônios no manejo integrado de pragas - Bueno, Maura de Almeida [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Os materiais poliméricos são amplamente utilizados em diversas áreas tecnológicas. A despeito de suas excelentes características, frequentemente os polímeros carecem de propriedades de superfície adequadas para atender diretamente às exigências de desempenho. Nesse sentido, a modificação de superfície é fundamental para converter esses materiais em produtos finais de alto valor. Na agricultura, septos de borracha butílica são utilizados como sistema liberador de feromônio, como forma de monitorar e controlar os insetos praga da cultura e assim diminuir a resistência aos pesticidas, mitigar os efeitos ambientais causados pelo uso excessivo de produtos químicos, garantindo a produtividade. Um desafio enfrentado por esses dispositivos é manter uma taxa de liberação consistente ao longo do tempo. Conforme indicado pela literatura, essa liberação depende de dois principais elementos: 1) as características do dispositivo liberador que afetam a velocidade de difusão matriz-feromônio e 2) a evaporação da molécula volátil no ambiente. Dessa forma, aprimorar os dispositivos liberadores de feromônio para alcançar uma taxa de liberação ideal é objeto de interesse e dedicação em várias áreas científicas, como entomologia, química, ecologia e outras. As técnicas convencionais de modificação superficiais baseadas em tratamentos químicos e físicos, estão perdendo aceitação devido a preocupações ambientais e questões de uniformidade. Nesse contexto, o tratamento a plasma atmosférico surge como uma alternativa viável a ser explorada, permitindo a modificação das superfícies poliméricas sem afetar suas propriedades volumétricas. Essa técnica é capaz de alterar propriedades como adesão e molhabilidade do material. Este trabalho tem como objetivo investigar os efeitos do tratamento com jato de plasma atmosférico sobre as propriedades superficiais da borracha butílica utilizada como dispositivo liberador de feromônio. Foram caracterizados o feromônio (2,6,10-trimetiltridecanoato de metila) e o septo de borracha butílica por espectroscopia no infravermelho e simulação molecular. O feromônio foi impregnado no material, sendo avaliadas sua interação físico-química e o perfil de liberação, também por espectroscopia. O septo foi tratado com plasma em diferentes condições de gás e tempo, e caracterizado por medidas de ângulo de contato, energia de superfície, FTIR, EDS e MEV, visando compreender as modificações de adesão, morfologia e estabilidade do material tratado.

Polymeric materials are widely used in various technological fields. Despite their excellent characteristics, polymers often lack adequate surface properties to directly meet performance requirements. In this regard, surface modification is essential to convert these materials into high-value final products. In agriculture, butyl rubber septa are used as pheromone release systems to monitor and control crop pest insects, thus reducing pesticide resistance, mitigating the environmental effects caused by excessive chemical use, and ensuring productivity. A challenge faced by these devices is maintaining a consistent release rate over time. As indicated in the literature, this release depends on two main elements: 1) the characteristics of the release device that affect the matrix-pheromone diffusion rate, and 2) the evaporation of the volatile molecule in the environment. Therefore, improving pheromone release devices to achieve an optimal release rate is a subject of interest and dedication in various scientific fields, such as entomology, chemistry, ecology, and others. Conventional surface modification techniques based on chemical and physical treatments are losing acceptance due to environmental concerns and issues of uniformity. In this context, atmospheric plasma treatment emerges as a viable alternative to be explored, allowing the modification of polymer surfaces without affecting their bulk properties. This technique can alter properties such as adhesion and wettability of the material. This study aims to investigate the effects of atmospheric plasma jet treatment on the surface properties of butyl rubber used as a pheromone-releasing device. The pheromone (2,6,10-trimethyltridecanoate methyl ester) and the butyl rubber septum were characterized by infrared spectroscopy and molecular simulation. The pheromone was impregnated into the material, and its physicochemical interaction and release profile were evaluated, also using spectroscopy. The septum was treated with plasma under different gas compositions and exposure times, and characterized by contact angle measurements, surface energy, FTIR, EDS, and SEM analyses, aiming to understand the changes in adhesion, morphology, and stability of the treated material.
Plasma treatment in pheromones release systems for integrated pest management
Keywords: Ciência dos Materiais; Dispositivo processado a plasma; Agricultura - Transferência de tecnologia; Feromônios; Materials science; Plasma devices; Agriculture - Technology transfer; Pheromones