Estratégias de funcionalização da Luffa cylindrica para a adsorção de contaminantes farmacêuticos da água

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Costa, Juliê Silveira da
• Orientador(a): Fajardo, André Ricardo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biomassa vegetal; Funcionalização; Bioadsorventes; Adsorção; Fármacos; Vegetal biomass; Functionalization; Bioadsorbents; Adsorption; Pharmaceuticals
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/19153

Luffa cylindrica (LF) é uma biomassa vegetal abundante, com uma estrutura 3D altamente porosa, com grande potencial para aplicações ambientais. No entanto, a baixa densidade e a natureza hidrofílica de seus sítios ativos limitam sua capacidade de adsorção de contaminantes farmacêuticos. Esta tese parte da hipótese de que a funcionalização química das fibras de LF pode aprimorar seu desempenho adsortivo, por meio da introdução de grupos funcionais específicos, preservando ao mesmo tempo a arquitetura 3D nativa. Para isso, três estratégias complementares de funcionalização foram desenvolvidas e avaliadas sistematicamente. A graftização da polietilenimina (PEI) introduziu grupos ricos em nitrogênio, melhorando significativamente a reatividade e permitindo a remoção estável de antibióticos e antivirais, com reutilização confirmada. O revestimento da LF com polipirrol e ácido esteárico aumentou a hidrofobicidade das fibras, intensificando as interações com fármacos menos polares, como o diclofenaco, além de demonstrar viabilidade em condições de fluxo contínuo, relevantes para escalonamento. Por fim, a graftização com β-ciclodextrina (β CD) criou sítios de complexação hospedeiro–hospede, resultando em um adsorvente eficiente em coluna de leito fixo, capaz de remover anti-inflamatórios não esteroides (AINEs) de grandes volumes de água. Coletivamente, esses resultados demonstram que rotas de modificação distintas podem ser aplicadas à LF sem comprometer sua integridade estrutural, ao mesmo tempo em que permitem ajustar a química superficial para a adsorção de fármacos com propriedades químicas diversas. Ao correlacionar estratégias de funcionalização com os resultados de adsorção, esta tese avança na compreensão das relações estrutura–função em adsorventes lignocelulósicos, oferece novos insights sobre a valorização de resíduos agrícolas e estabelece um referencial para o design de materiais de biomassa escalonáveis voltados a tecnologias de tratamento de água.