Title

Caracterização por AFM da modificação superficial de fibras de curauá tratadas com nanofibrilas de celulose e óxido de grafeno

AFM characterization of surface modification of curauá fibers coated with cellulose nanofibrils and graphene oxide

Authorship

SALES, JÚLIA MENDES; VITORAZI, LETÍCIA; SANTOS, RAFAEL OLIVEIRA; BRAGHIROLI, FLAVIA LEGA; COSTA, ULISSES OLIVEIRA

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DOI

10.5151/2594-5327-43026

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Abstract

Este trabalho avaliou a modificação superficial de fibras naturais de curauá (Ananas erectifolius) por mercerização alcalina e por recobrimentos com óxido de grafeno (GO) ou nanofibrilas de celulose (CNF), utilizando microscopia de força atômica (AFM) para investigar alterações topográficas em escala micro-/nanométrica. As fibras foram submetidas a quatro condições: fibra sem tratamento (CF), fibra mercerizada em NaOH 5% (NaOH-CF), fibra recoberta com GO (GO-CF) e fibra recoberta com CNF (CNF-CF). A morfologia dos nanomateriais e das fibras foi analisada por AFM em modo tapping, e os parâmetros Sa, Sq, Sz e Sdq foram determinados em três fibras distintas por condição. O GO apresentou domínios lamelares, enquanto a CNF formou uma rede fibrilar entrelaçada. Nas fibras, NaOH-CF apresentou os maiores valores médios de Sa, Sq, Sz e Sdq, indicando maior desenvolvimento topográfico e maior inclinação local da superfície. GO-CF apresentou amplitude intermediária e elevado Sdq, compatível com domínios localmente inclinados. CNF-CF apresentou os menores valores médios de Sa, Sq e Sdq, sugerindo uma superfície mais contínua e suavizada. Os resultados demonstram que os tratamentos avaliados modificam a topografia das fibras de curauá por mecanismos morfológicos distintos.

This work evaluated the surface modification of curauá (Ananas erectifolius) natural fibers by alkali mercerization and coatings with graphene oxide (GO) or cellulose nanofibrils (CNF), using atomic force microscopy (AFM) to investigate micro-/nanoscale topographical changes. The fibers were submitted to four conditions: untreated fiber (CF), NaOH-mercerized fiber (NaOH-CF), GO-coated fiber (GO-CF), and CNF-coated fiber (CNF-CF). The morphology of the nanomaterials and fibers was analyzed by tapping-mode AFM, and the parameters Sa, Sq, Sz, and Sdq were determined from three distinct fibers per condition. GO exhibited lamellar domains, whereas CNF formed an entangled fibrillar network. For the fibers, NaOH-CF presented the highest mean Sa, Sq, Sz, and Sdq values, indicating greater topographical development and higher local surface slope. GO-CF showed intermediate amplitude parameters and high Sdq, consistent with locally inclined domains. CNF-CF exhibited the lowest mean Sa, Sq, and Sdq values, suggesting a more continuous and smoother surface. The results demonstrate that the evaluated treatments modify the topography of curauá fibers through distinct morphological mechanisms.

Keywords

Curauá, Óxido de grafeno, Nanocelulose, Microscopia de força atômica, Rugosidade superficial

Curauá, Graphene oxide, Nanocellulose, Atomic force microscopy, Surface roughness