SÍNTESE MECANOQUÍMICA DE GRAFENO NITROGENADO: IMPACTO EM CULTIVAR MODELO NA ADMINISTRAÇÃO DE MACROELEMENTOS
nanotecnologia; mecanoquímica; nitrogenação.
O Grafite é usado na agricultura mecanizada como lubrificante natural. O pó de grafite é adicionado às sementes com o único objetivo de reduzir o atrito com os mecanismos das semeadoras mecânicas. Neste estudo desenvolveu-se um sistema para fazer a esfoliação direta do pó de grafite Grafsolo® (Nacional de Grafite Ltda.) sob alta pressão de nitrogênio para obtenção de grafeno de poucas camadas (FLG) com incorporação de nitrogênio nas bordas, com vistas a agregar valor com a funcionalização do material lubrificante. Dentre N, P, K, o Nitrogênio foi escolhido como macroelemento modelo, e um sistema de cultivo indoor completo foi projetado e automatizado para escolha de um cultivar modelo como um ideótipo de planta para os ensaios. A partir dos parâmetros estabelecidos, o quiabo do tipo Santa Cruz foi escolhido como cultivar modelo, e os primeiros ensaios foram planejados e executados nesta etapa do mestrado. Para a passagem para o doutorado, agora com todo sistema de moagem sob alta pressão desenvolvido e a automação completa de estufa projetada e validada, pretende-se estabelecer os parâmetros ideais de granulometria, tempo, frequência de moagem e pressão para uma análise correlacional com o tempo de germinação das sementes cultivadas, com vistas a um novo material escalonável para o agronegócio. Como avanços a partir dos quais pretendese partir para o projeto de doutorado, é apresentado o estágio em que o estudo empregou o método mecanoquímico para produzir grafeno nitrogenado através da esfoliação do grafite sob condições controladas. Essa abordagem estabeleceu uma prova conceitual para a introdução de nitrogênio via alta pressão, enquanto aderiu a um processo livre de solventes e ambientalmente amigável. Como matéria-prima, a escolha do Grafsolo® foi estratégica, pois esse tipo de grafite em pó é amplamente utilizado em diversos cultivos pela agroindústria, sendo comercialmente disponível, o que favorece a viabilidade do escalonamento de produção. Com foco na aplicação agrícola, a pesquisa explorou a utilização do grafeno nitrogenado como revestimento de
sementes de quiabo do tipo Santa Cruz 47 (ISLA Sementes Ltda.) durante o plantio, visando disponibilizar mais nitrogênio como macronutriente primário. Para isso, foram realizadas otimizações no sistema de moagem para obtenção do grafeno nitrogenado, assim como no sistema de cultivo indoor, garantindo um ambiente em condições similares ao natural para a germinação das sementes. A caracterização detalhada do material foi conduzida por meio de espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA). Com base nos resultados preliminares, através das análises de FTIR foi verificada a eficiência da esfoliação do grafite e presença de nitrogênio, bem como nas imagens de MEV, demonstrando a viabilidade da produção de grafeno nitrogenado por meio do método mecanoquímico de alta pressão. Esses resultados preliminares permitirão no projeto de doutorado, aprofundar o estudo da correlação dos parâmetros da esfoliação sob pressão com os benefícios em experimentos de germinação indoor, incluindo análise estatística e multivariada.