O Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Partículas (LPP) concentra sua competência central em projetar e implementar processos químicos inovadores, altamente customizados, economicamente viáveis e seguros, partindo do laboratório (prova de conceito) até a escala piloto e industrial. Em função de sua especialização, as atividades principais cobrem toda a cadeia produtiva, desde o processamento da matéria-prima, síntese química, purificação e tecnologias de separação, incluindo as etapas subsequentes do processo, como o refinamento do produto (por exemplo, a cristalização e a tecnologia de partículas) e formulação. Parâmetros críticos da produção de especialidades químicas incluem alta seletividade e rendimento e também se estendem à qualidade do produto, permitindo assim que propriedades customizadas sejam obtidas no produto final (alvo).
O laboratório integra a Unidade de BioNanoManufatura, com reconhecidos trabalhos relacionados à síntese, à funcionalização e à caracterização de partículas nanoestruturadas e respectivo desenvolvimento de soluções tecnológicas que exploram os benefícios das nanopartículas para melhorar ou incorporar novas propriedades a materiais bulk (nanocompósitos e revestimentos funcionais, por exemplo). Usando uma vasta expertise em função da experiência prática com diferentes segmentos de mercado, como saúde, alimentos e bebidas, agroquímicos, ciência de polímeros e materiais, óleo e gás, juntamente com uma sólida formação em engenharia de processos, um foco especial é dado à nanoencapsulação (sistemas de liberação controlada) e desenvolvimento de materiais inteligentes/funcionais. O laboratório conta com diversas técnicas de síntese para processamento via fase úmida e também com planta piloto para escalonamento de processo de até 50 L.
Outras tecnologias que estão em estudo pelo grupo incluem a produção de nanofibras poliméricas empregando o processo de eletrofiação e também a aplicação da tecnologia de malha vibratória (secagem por spray) para a produção direta de nanoesferas contendo princípios ativos encapsulados. Uma abordagem inovadora envolvendo uma mudança de paradigma de processamento descontínuo para contínuo (química de fluxo – intensificação de processo) também é um ponto chave de interesse.
O laboratório está equipado com reatores químicos automatizados e periféricos (ex. homogeneizadores de alta pressão, misturadores de alto cisalhamento e unidade de extração/destilação) dedicados à operação de síntese química via fase úmida de produtos químicos, polímeros e nanopartículas, e também conta com instrumentos analíticos para caracterizar materiais nanoestruturados, como descrito resumidamente aqui:
- Distribuição de tamanho de partículas (Espectroscopia de correlação de fótons – PCS);
- Aspectos Morfológicos + Análise Química (Microscopia eletrônica de varredura de alta resolução – FEG-SEM + EDS);
- Distribuição de cargas elétricas superficiais – Potencial Zeta (Espalhamento eletroforético de luz – ELS);
- Área superficial específica (Fisissorção de nitrogênio – método BET);
- Volume e distribuição de tamanho de poros (Fisissorção de nitrogênio – método BJH);
- Transformação de fase (Calorimetria exploratória diferencial – DSC);
- Degradação térmica (Análise termogravimétrica – TGA);
- Análise química (Espectroscopia IR com transformada de Fourier – FTIR).
A equipe de especialistas que atualmente trabalha no LPP é de natureza multidisciplinar e compreende engenheiros químicos, químicos e engenheiros de materiais qualificados em fenômenos físico-químicos interfaciais e química coloidal, proporcionando uma compreensão aprofundada dos princípios que regem as técnicas de caracterização aplicadas a produtos nanotech, bem como conhecimentos específicos críticos para a engenharia de materiais nanoestruturados.
