Desenvolvimento de biohidrogéis para aplicação na liberação controlada de glifosato

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Costa, Marcia Parente Melo da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Biohydrogel; sodium alginate; chitosan; polyelectrolyte complex; molecular modeling; glyphosate; Biohidrogel; alginato de sódio; quitosana; complexo polieletrolítico; modelagem molecular; glifosato; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15626

Esta Tese visa ao desenvolvimento, caracterização e aplicação de biohidrogel constituído pela combinação de dois polissacarídeos, alginato de sódio (ALG) e quitosana (QUI), na liberação gradativa de glifosato, sem a presença de qualquer agente reticulante.Os resultados mostraram que as condições reacionais avaliadas: pH (4 a 9), temperatura (25 e 50°C) e razão entre os polissacarídeos (ALG:QUI = 2:1; 1:1 e 1:2), tiveram papel importante nas propriedades do biohidrogel obtido. Foi possível produzir um biohidrogel com grau de intumescimento superior a 1000%, boa estabilidade térmica e resistência à compressão de 0,077 MPa. O biohidrogel apresentou adsorção de 86% de glifosato em 48 h de teste. O teste de liberação gradativa do herbicida, realizado in vitro (até 60 dias) por medidas colorimétricas, mostrou que 73% de glifosato foram liberados entre 30 e 35 dias de teste. A liberação cumulativa foi de 90% no final de 60 dias, atingindo o equilíbrio em um tempo de 50 dias. Foi realizado um estudo computacional mecânico-quântico baseado na Teoria do Funcional de Densidade para avaliar a interação entre os polissacarídeos ALG e QUI e, assim, contribuir para o entendimento do mecanismo de gelificação. Por meio do estudo teórico, também,foi avaliada a interação entre o biohidrogel e o glifosato. Devido ao elevado custo computacional ALG e QUI foram representados por unidades de dissacarídeos. Com a modelagem foi possível obter parâmetros estruturais, eletrônicos e de energia de ALG e QUI e do complexo formado. Os resultados teóricos indicaram que a formação do complexo polieletrolítico ALG:QUI foram predominantemente eletrostáticas. Entretanto, uma contribuição covalente significativa na energia de interação entre os dímeros é apontada pelos cálculos EDA. Segundo a análise NBO, a componente covalente está presente nas ligações-H intermoleculares formadas entre os grupos ~NH3+ e ~COO−, contribuindo efetivamente para estabilizar o complexo formado. Quando uma molécula de glifosato é aproximada ao complexo ALG:QUI, a mesma se liga, preferencialmente, ao dímero de quitosana. Este resultado está de acordo com as observações feitas por micrografias de fluorescência. Outro apontamento relevante do estudo computacional indicou claramente o papel do contra-íon sódio, ainda em ampla discussão na literatura. Segundo a análise dos resultados, a coordenação do Na+ contribui entre 37 e 43% para a energia de estabilização do complexo formado