Estudo da produção de nano e micro fibras por eletrofiação a partir de soluções de Polivinilpirrolidona (PVP) e Aloe Vera

Abstract

Nano e micro fibras vêm sendo estudadas na área de nanotecnologia e biomateriais por conta de sua versatilidade de aplicações, como em farmácia, onde estuda-se liberação de fármacos controlados e na área de ecologia, onde filtros para gases poluentes são fabricados. Este trabalho teve como objetivo principal a produção e caracterização de nano e micro fibras do polímero Polivinilpirrolidona (PVP) com aloe vera. A aloe vera é muito utilizada em cosméticos e possui propriedades cicatrizantes. As fibras serão obtidas a partir do processo de eletrofiação de soluções preparadas com diferentes concentrações de solventes, sendo eles: água, etanol e isopropanol, visando determinar qual é a melhor composição de solvente para a produção das fibras. Preparou-se sete soluções alternando as concentrações dos solventes, mas com as quantidades fixas de soluto em 1,8g de PVP e 0,1g de aloe vera. A eletrofiação foi feita usando uma fonte de alta tensão a 12 kV, tendo como reator uma seringa com uma agulha hipodérmica fixada a 15º de inclinação e distante 15 cm da placa coletora. As fibras foram recolhidas sobre lâminas de silício monocristalino para futuras análises. Foram realizadas análises de viscosidade, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura para analisar as interações entre os componentes da solução e caracterizar as fibras formadas. Com as análises Raman foi possível identificar que houve interações fortes entre os solventes e solutos. Nas soluções que contém água, a aloe vera interage menos com o PVP e a solução se torna menos viscosa. Por conta da viscosidade influenciar no processo de eletrofiação e nas fibras obtidas, é importante que seja mediana a alta, pois indica que houve interação entre soluto-solvente e solutosoluto. Sendo assim, a melhor composição de solvente é a que contém apenas álcool, etanol ou isopropanol que favorecem uma interação maior entre polímero, solvente e aloe vera.

Nano and micro fibers are being studied in the area of nanotechnology and biomaterials due to their versatility of applications, such as in pharmacy, where controlled drug release is studied, and in the area of ecology, where filters for polluting gases are manufactured. The main objective of this work was the production and characterization of nano and micro fibers of Polyvinylpyrrolidone (PVP) with aloe vera, which is widely used in cosmetics and has healing properties. The fibers was obtained from the electrospinning process using polymeric solutions with different kind of solvents, such as: water, ethanol and isopropanol, with the purpose to define the best solvent composition for the production of fibers. Seven solutions were prepared alternating the solvents, but with the same amounts of solutes of 1.8g of PVP and 0.1g of Aloe Vera. Electrospinning was performed using a high voltage source at 12 kV, the reactor was a syringe with a hypodermic needle with a fixed inclination of 15º and 15 cm separated from the collecting plate. The fibers were deposited on monocrystalline silicon wafers for future analysis. Viscosity analysis, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy were performed to analyze the interactions between the solution components and characterize how fibers were formed. With the Raman analysis, it was possible to identify that there were strong interactions between solvents, solutes and aloe vera and it strongly influences the interaction between them. The aloe vera interacts less with the PVP and the solution becomes less viscous. Because the solution viscosity influences the electrospinning process and the fibers characteristics, it is important that it be medium to high, which was indicated by the interaction between solute-solvent and solute-solute. Therefore, the best solvent composition is the one that contains only alcohol, as there needs to be a greater interaction between the components, which was seen in alcoholic solutions.