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Abstract:
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O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar filmes biodegradáveis à base de gelatina e glicerol incorporados com dióxido de titânio (TiO₂), carbon dots (CDs) e heteroestruturas TiO₂-CDs, visando sua aplicação potencial em embalagens ativas para proteção de alimentos e degradação fotocatalítica de compostos sob radiação ultravioleta e visível. Os CDs foram sintetizados a partir de borra de café por método hidrotermal assistido por micro-ondas, promovendo o aproveitamento de um resíduo agroindustrial, enquanto as heteroestruturas TiO₂-CDs foram obtidas por ultrassonicação. Posteriormente, foram produzidos filmes de gelatina, gelatina/TiO₂, gelatina/CDs e gelatina/TiO₂-CDs pela técnica de casting. Os materiais foram caracterizados quanto às propriedades físicas, ópticas e fotoativas, incluindo espessura, umidade, solubilidade em água, opacidade, cor, bloqueio da radiação UV, ângulo de contato e estrutura química por FTIR. A síntese dos CDs apresentou rendimento de 20,74 ± 1,24%, enquanto a heteroestrutura TiO₂-CDs apresentou rendimento de 55,51 ± 5,17%. Os filmes apresentaram espessuras próximas, entre 0,057 e 0,066 mm. A incorporação dos nanomateriais modificou as propriedades dos filmes, destacando-se alterações na solubilidade, nas características ópticas e na molhabilidade superficial. O TiO₂ foi responsável pelo aumento da opacidade e apresentou elevada capacidade de bloqueio da radiação ultravioleta, atingindo 85,34% para UV-A e 94,06% para UV-B. O compósito TiO₂-CDs também apresentou elevada proteção, com 75,66% de bloqueio de UV-A e 82,86% de UV-B. Nos ensaios de fotoativação, o filme contendo TiO₂ apresentou redução significativa do ângulo de contato após exposição à radiação UV, enquanto a heteroestrutura TiO₂-CDs apresentou alterações de molhabilidade também após exposição à luz visível, indicando potencial para ampliar a resposta fotoativa do sistema. As análises de FTIR indicaram que a incorporação dos nanomateriais não alterou significativamente a estrutura química da matriz de gelatina, embora tenham sido observadas interações entre os componentes e alterações após a exposição à radiação. Em conjunto, os resultados demonstram que a combinação entre TiO₂ e CDs produziu filmes com propriedades diferenciadas das formulações individuais, especialmente quanto à proteção UV e à resposta fotoativa. Além disso, a utilização de borra de café como precursor dos CDs evidencia uma alternativa sustentável para o aproveitamento de resíduos agroindustriais na produção de nanomateriais. Dessa forma, os filmes desenvolvidos apresentam potencial para aplicação em embalagens alimentícias ativas, especialmente na proteção de produtos sensíveis à radiação ultravioleta. |
