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    Produção de nanofibras de PVA via eletrofiação de baixo custo: efeito da viscosidade e distância de trabalho na morfologia
    (2026-02-17) Santos, Adriel Thomas dos
    A eletrofiação (electrospinning) é uma técnica consolidada para a produção de nanoestruturas, contudo, o elevado custo dos equipamentos comerciais limita seu acesso em ambientes educacionais e de pesquisa com recursos escassos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver, construir e validar um dispositivo de eletrofiação portátil e de baixo custo, totalizando um investimento de R$ 215,50. O equipamento operou com uma fonte de alta tensão fixa de 10 kV e um sistema de injeção manual, controlado visualmente pela estabilidade do Cone de Taylor. Para a validação experimental, foram processadas soluções aquosas de álcool polivinílico (PVA) com massa molar de 104.500 g/mol nas concentrações de 5, 10 e 15% (m/m), variando-se a distância de trabalho em 5, 10 e 15 cm. As análises morfológicas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) demonstraram que a concentração de 5% resultou apenas na formação de gotas (electrospraying), indicando um regime diluído insuficiente para o emaranhamento de cadeias. A concentração de 10% revelou-se ótima (regime semidiluído emaranhado), produzindo nanofibras uniformes com diâmetro médio de 209 nm. Já a solução de 15% apresentou fibras espessas e fundidas, devido à alta viscosidade e dificuldade de evaporação do solvente nas condições de umidade (58%) e temperatura (20°C) do ensaio. Contrariando a literatura clássica, observou-se que o aumento da distância de trabalho resultou no aumento do diâmetro das fibras, fenômeno justificado pela redução da intensidade do campo elétrico (de 2 kV/cm para 0,66 kV/cm) em um sistema de voltagem fixa. Conclui-se que o dispositivo desenvolvido é tecnicamente viável para a produção de nanofibras, validando a substituição da bomba de infusão pela alimentação manual para fins didáticos e aplicações exploratórias. Resumen El electrohilado (electrospinning) es una técnica consolidada para la producción de nanoestructuras; sin embargo, el alto costo de los equipos comerciales limita su acceso en entornos educativos y de investigación con recursos escasos. Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar, construir y validar un dispositivo de electrohilado portátil y de bajo costo, totalizando una inversión de R$ 215,50. El equipo operó con una fuente de alta tensión fija de 10 kV y un sistema de inyección manual, controlado visualmente por la estabilidad del Cono de Taylor. Para la validación experimental, se procesaron soluciones acuosas de Poli(alcohol vinílico) (PVA) con masa molar de 104.500 g/mol en concentraciones de 5, 10 y 15% (m/m), variando la distancia de trabajo en 5, 10 y 15 cm. Los análisis morfológicos por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) demostraron que la concentración del 5% resultó solo en la formación de gotas (electrospraying), indicando un régimen diluido insuficiente para el entrelazamiento de cadenas. La concentración del 10% resultó óptima (régimen semidiluido entrelazado), produciendo nanofibras uniformes con diámetro medio de 209 nm. Por otro lado, la solución del 15% presentó fibras gruesas y fundidas, debido a la alta viscosidad y la dificultad de evaporación del solvente en las condiciones de humedad (58%) y temperatura (20°C) del ensayo. Contrariamente a la literatura clásica, se observó que el aumento de la distancia de trabajo resultó en el aumento del diámetro de las fibras, fenómeno justificado por la reducción de la intensidad del campo eléctrico (de 2 kV/cm a 0,66 kV/cm) en un sistema de voltaje fijo. Se concluye que el dispositivo desarrollado es técnicamente viable para la producción de nanofibras, validando la sustitución de la bomba de jeringa por la alimentación manual para fines didácticos y aplicaciones exploratorias.