Possui graduação em química pela Universidade de São Paulo (1986), mestrado em físico-química pela Universidade de São Paulo na área de polímeros (1991) e doutoramento em Ciências e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo (2002). No ano de 1988 trabalhou na Coordenadoria de Divulgação Científica e Cultural (CDCC) da USP e entre 1988 a 1998 trabalhou no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Pirelli, onde atuou no desenvolvimento de materiais poliméricos para aplicações em cabos elétricos e ópticos e sistemas correlatos. Realizou Pós-Doutoramento no Instituto de Física de São Carlos onde pesquisou o uso de ionômeros para aplicações em eletrônica orgânica. De 2006 a 2010 foi professor da Universidade Federal de São Carlos. Em 2010 ingressou no Departamento de Engenharia de Materiais da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, onde é Professor Titular desde 2018. Ministra as disciplinas da área de materiais poliméricos e integra o Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (Nota 6 na CAPES), onde foi coordenador de 2014 a 2018. Tem experiência na área de polímeros envolvendo desde a síntese de poliésteres, poliimidas, poliuretanos, em biopolímeros e polímeros derivados de fontes renováveis, tais como amido, celulose, quitosana, polialcanoatos, poliácido lático em nanoceluloses e sistemas compósitos e blendas poliméricas. Publicou mais de 70 artigos em revistas indexadas, 5 capítulos de livros, participou em mais de 150 eventos científicos e tem 9 patentes depositadas. É vice-coordenador do Núcleo de Apoio à Pesquisa em Materiais Avançados da Universidade de São Paulo, membro do corpo editorial dos periódicos Industrial Crops and Productss e Journal of Renewable Materials. Foi conselheiro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais – SBPMat 2014-2018 e atualmente é membro da diretoria da Associação Brasileira de Polímeros ABPol 2017 – 2019. 

2023 – Atual – Compósitos de PEAD reforçadas com polpa de celulose compatibilizada via Extrusão Reativa empregando ceras e emulsões poliméricas

Descrição: O projeto tem como objetivo o desenvolvimento de compósitos de polietileno de alta densidade e outras poliolefinas reforçadas com polpa de celulose compatibilizada via Extrusão Reativa empregando ceras e emulsões poliméricas.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Talita Rocha Rigolin – Integrante.

2021 – 2022 – Desenvolvimento de materiais alternativos biodegradáveis e/ou majoritariamente oriundos de fontes renováveis para aplicação como cobertura adesiva em papel para uso em embalagens alimentícias com propriedades de barreira

Descrição: O projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de emulsões para o desenvolvimento de materiais alternativos biodegradáveis e/ou majoritariamente oriundos de fontes renováveis para aplicação como cobertura adesiva em papel para uso em embalagens alimentícias com propriedades de barreira.
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / CHIROMITO, E.M.S. – Integrante / Marcelo Miranda Oliveira – Integrante.
Financiador(es): Suzano S.A. – Auxílio financeiro.

2021 – 2022 – Estudos para o desenvolvimento de nanocompósitos de matrizes poliolefínicas (PEAD e PP) reforçadas com celulose microfibrilada modificada via processamento assistido por solventes apróticos, eutéticos profundos e líquidos iônicos

Descrição: O projeto tem como principal objetivo o estudo e desenvolvimento de nanocompósitos de matrizes poliolefínicas (PEAD e PP) reforçadas com celulose microfibrilada modificada via processamento assistido por solventes apróticos, eutéticos profundos e líquidos iônicos..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Talita Rocha Rigolin – Integrante.
Financiador(es): Suzano S.A. – Auxílio financeiro.

2014 – 2017 – Estudo de blendas poliméricas envolvendo polímeros naturais obtidas por processamento no estado fundido – Processo: 476709/2013-0

Descrição: Polímeros naturais biodegradáveis ganharam grande importância recentemente em função de seu caráter renovável e de seu caráter funcional onde se destaca a biodegradabilidade, mas também características importantes como a função bactericida e fungicida observada na quitosana. Contudo, como a aplicação desses polímeros nem sempre pode ser feito a partir do material puro devido tanto a dificuldades de processamento como também devido as suas propriedades, muitos estudos tem sido realizados no sentido de utilizar esses materiais em blendas com outros polímeros, em geral pertencentes à três categorias, i) sintéticos derivados de fontes renováveis como o poli(ácido lático) (PLA), ii) naturais como o amido termoplástico (TPS) e iii) sintéticos e biodegradáveis como o poli(vinil álcool) (PVA). De um modo geral as blendas de quitosana tem sido processadas em solução aquosa no estado protonado (pH < 5), o que limita o tipo de polímero que pode ser utilizado em conjunto com a quitosana aos polímeros solúveis em água. Portanto, blendas de quitosana com polímeros de grande interesse como o PLA não são em geral viáveis. Em um trabalho recente desenvolvemos uma metodologia para a produção de blendas ternárias de quitosana/PLA/PVA por emulsão e mais recentemente uma blenda similar utilizando um plastificante comum foi processada por fusão, abrindo um novo horizonte de pesquisas. O presente projeto tem como objetivo o estudo de blendas envolvendo polímeros naturais que em geral não podem ser processados por fusão como a quitosana. A principal meta é o desenvolvimento de novos processos e métodos que permitam o processamento desses materiais no estado fundido e assim a sua utilização em blendas com PLA, PBAT, PVA, entre outros polímeros de uso comercial, bem como com outros polímeros naturais como o amido termoplástico..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Letícia Govoni Brondi – Integrante / Ricardo Gomes Pereira – Integrante.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.

2013 – 2018 – Aplicação da reação de Diels-Alder na síntese e caracterização de materiais macromoleculares inovadores compostos por moléculas derivadas de fontes renováveis – Processo: 401656/2013-6

Descrição: The Application of the Diels-Alder Reaction to the Synthesis and Characterization of Macromolecular Materials Incorporating Original moieties Derived from Renewable Resources. This project is dedicated to the study of innovative materials derived from renewable sources based on the thermorrersible Diels-Alder (DA) reaction and deals specifically with the thermoreversible polymerization or crosslinking of monomers or polymers incorporating furan (diene) and maleimide (dienophile) complementary moieties. The choice of these particular systems stems from the fact that the furan/maleimide DA adduct displays a relatively low temperature of decoupling through its retro-DA reaction, which therefore opens the way to interesting applications like recyclable networks, self-healing materials, etc. An additional reason for emphasizing the importance of the furan/maleimide couple is the fact that furan derivatives descend from renewable resources and are therefore likely to play a growing role in sustainable approaches to (green) chemistry and materials science. The project is subdivided into two research lines: i) the use of pristine vegetable oils or their commercial epoxidized derivatives through the use of new mechanisms, which allow the preparation of macromonomers bearing furan moieties to be optimized and the study of their DA polymerization with different bismaleimides, including its reversibility through the thermally activated retro-DA reaction, and ii) a conceptually new and yet unpublished strategy based on an the original idea, which originated during our recent collaboration, providing a new polymerization procedure to produce new copolymers based on the thermorreversible DA reaction. The principle of this strategy is based on the heating of a solution containing two or more different DA polymers to induce their partial or total depolymerization through the retro-DA reaction, and its subsequent cooling to promote the DA couplings of these fragments, thus generating copolymers, whose composition and extent of random or blocky nature can be readily manipulated..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Doutorado: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Alessandro Gandini – Integrante / Letícia Abdias Pinto – Integrante.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.

2013 – 2014 – PROGRAMA DE INCENTIVO À PESQUISA DA REITORIA DA USP, Ampliação e Melhoramento da Infraestrutura de Pesquisa, INFRA-USP / EDITAL 2012-2013

Descrição: INFRA-USP / EDITAL 2012-2013 – O objetivo do presente Projeto é capacitar os novos laboratórios de pesquisa das áreas de materiais poliméricos e materiais cerâmicos do Departamento de Engenharia de Materiais da EESC para a realização de ensaios mecânicos de elevada confiabilidade..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Rafael Salomão – Integrante.
Financiador(es): Universidade de São Paulo – Auxílio financeiro.

2012 – 2013 – Projeto de Pesauisa USP-Suzano Celulose e Papel SA- FIPAI: MODIFICAÇÃO SUPERFICIAL DE FIBRAS DE EUCALIPTO KRAFT VISANDO IMPEDIR OU REDUZIR A DEGRADAÇÃO ALCALINA DA CELULOSE

Descrição: O presente Projeto tem por objeto a Modificação superficial de fibras de Eucalipto Kraft visando a impedir ou reduzir a degradação alcalina da celulose. É esperado que, dessas pesquisas, surjam inventos, criações, conhecimentos técnicos passíveis ou não de patenteamento ou de outras formas de proteção de direitos de propriedade intelectual que, em seu conjunto, passarão a se denominar, para fins do presente projeto..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Alessandro Gandini – Integrante.

2010 – 2013 – Caracterização de blendas de amido termoplástico (TPS) e seus nanocompósitos preparados com nanofibrilas de eucalipto: Interações específica de água ligada e de agentes plastificantes, Número do processo: 482452/2010-2

Descrição: Um das principais características dos compostos de amido termoplástico e de seus nanocompósitos com nanofibras de celulose é a hidrofilicidade. A interação da água e de outras moléculas polares com biopolímeros é uma das questões básicas de maior importância no estudo desses materiais, cuja compreensão é fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Essa característica tanto pode impedir o uso desses materiais devido à elevada fragilidade à água como pode ser uma característica desejável em filmes para uso biomédico ou para absorção de água, por exemplo, na produção de etanol. Esse projeto tem como objetivo o estudo da interação de polímeros biodegradáveis de amido termoplástico com água ligada e com compostos hidroxiladas empregadas como agentes plastificantes, como por exemplo, o glicerol. A principal técnica a ser utilizada será a análise termogravimétrica (TGA), em conjunto com a calorimetria diferencial de varredura (DSC). O princípio que embasa o presente estudo é a modificação das propriedades da água ou de outro composto, como o ponto de ebulição quando interagindo com outros materiais. Dessa forma pode-se estimar a energia de interação molécula-substrato. Como principal meta, pretende-se determinar a energia de devolatilização da água e do glicerol ligado e discutir a atuação dessas moléculas na matriz de amido termoplástico. A proposta solicita recursos para a aquisição de um analisador termogravimétrico. Os demais recursos necessários estão disponíveis na instituição onde o projeto será desenvolvido. O projeto irá beneficiar também vários outros pesquisadores, uma vez que um analisador termogravimétrico é de fundamental importância para o grupo de pesquisa..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Especialização: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador.

2010 – 2012 – Caracterização de blendas de amido termoplástico (TPS) e seus nanocompósitos preparados com nanofibrilas de eucalipto: Interações específica de água ligada e de agentes plastificantes

Descrição: Caracterização de blendas de amido termoplástico (TPS) e seus nanocompósitos preparados com nanofibrilas de eucalipto: Interações específica de água ligada e de agentes plastificantes: Um das principais características dos compostos de amido termoplástico e de seus nanocompósitos com nanofibras de celulose é a hidrofilicidade. A interação da água e de outras moléculas polares com biopolímeros é uma das questões básicas de maior importância no estudo desses materiais, cuja compreensão é fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Essa característica tanto pode impedir o uso desses materiais devido à elevada fragilidade à água como pode ser uma característica desejável em filmes para uso biomédico ou para absorção de água, por exemplo, na produção de etanol. Esse projeto tem como objetivo o estudo da interação de polímeros biodegradáveis de amido termoplástico com água ligada e com compostos hidroxiladas empregadas como agentes plastificantes, como por exemplo, o glicerol. A principal técnica a ser utilizada será a análise termogravimétrica (TGA), em conjunto com a calorimetria diferencial de varredura (DSC). O princípio que embasa o presente estudo é a modificação das propriedades da água ou de outro composto, como o ponto de ebulição quando interagindo com outros materiais. Dessa forma pode-se estimar a energia de interação molécula-substrato. Como principal meta, pretende-se determinar a energia de devolatilização da água e do glicerol ligado e discutir a atuação dessas moléculas na matriz de amido termoplástico. A proposta solicita recursos para a aquisição de um analisador termogravimétrico. Os demais recursos necessários estão disponíveis na instituição onde o projeto será desenvolvido. O projeto irá beneficiar também vários outros pesquisadores, uma vez que um analisador termogravimétrico é de fundamental importância para o grupo de pesquisa..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador / Adriane de Medeiros Ferreira – Integrante / Walbert Chrisostomo – Integrante / Ricardo Kramer – Integrante.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.

2009 – 2010 – PNPD-MEC-CAPES -02880/09-1- Biopolímeros biodegradáveis a base de amido termoplástico: Compatibilização Reativa para Aplicação em Filmes e Avaliação da viabilidade de incorporar resíduos de cervejaria como aditivo detoxificante (Coordenador até 01/2010)

Descrição: Com o intuito de desenvolver polímeros com atividade detoxificante de micotoxinas, este projeto propõe aditivar polímeros biodegradáveis de fonte renovável com resíduos provenientes de cervejarias, que são ricos em leveduras, relatadas como detoxificantes de aflatoxinas. Serão testados polímeros desenvolvidos tanto por processo de extrusão reativa seguido de sopro vertical, quanto por polímeros produzidos como coberturas. Ambos os biopolímeros serão feitos à base de amido plastificados com glicerina pura e/ou glicerina bruta, resíduo da produção do biodísel. Para investigar a eficácia da incorporação da biomassa de cervejaria nos polímeros, os filmes flexíveis e os coatings serão analisados quanto ao teor de leveduras e quanto à contagem de bolores e leveduras durante 0, 15 e 30 dias de estocagem acelerada (25C/75%UR). Os filmes e coatings biodegradáveis serão também utilizados para embalar e recobrir, respectivamente, amostras naturalmente contaminadas com aflatoxinas (25C/75%UR/ 0, 15, 30 e 60 dias) e o teor de aflatoxina od produto embalado será monitorado através de cromatografia em camada delgada. O teor de aflatoxina também será avaliado para as mesmas amostras contaminadas sem nenhuma embalagem ou cobertura, e com filmes e coberturas contendo somente amido e plastificantes, para servir como controles. O produto embalado será também avaliado durante estocagem quanto ao teor de açúcares totais para avaliar uma possível fermentação pela levedura presente nos biofilmes ativos. Os polímeros flexíveis e/ou coberturas que apresentarem maior atividade detoxificante de afaltoxinas serão também investigado. O projeto foi aprovado, contudo não foi iniciado em função da mudança de instituição do solicitante (coordenador). Outro coordenador foi indicado para assumir o projeto e realizar a sua implementação..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador.

2008 – 2011 – Projeto FAPESP Processo 2007/08394-7 –“Modificação do Amido Termoplástico por Extrusão Reativa (REX): Compatibilização Reativa e Modificação Química via Despolimerização/ polimerização” (Coordenador)

Descrição: O presente projeto propõe o uso da técnica de extrusão reativa (REX) para a obtenção de novos materiais a partir do amido termoplástico (TPS). É proposto o uso de uma extrusora de rosca simples com perfil de rosca especialmente desenhado para a realização de reações durante o processamento. São dois os objetivos principais; i) estudo da compatibilização reativa do amido com outros polímeros, tais como o ácido polilático (PLA), polihidroxialcanoatos (PHB e PHBV) e poliésteres alifáticos (Ecoflex®), empregando como agentes compatibilizantes diisocianatos, poliisocianatos bloqueados e/ou ácidos orgânicos e ii) modificar o amido no estado fundido (TPS) por meio de extrusão reativa (REX) envolvendo a sua despolimerização seguida de reações com diisocianatos ou poliisocianatos e com glicerol (repolimerização). O objetivo final é a obtenção de novos materiais com características distintas do TPS convencional, em especial como maior permanência do plastificante, maior compatibilidade com outros polímeros, maior resistência à água e menor tendência à cristalização. Um aspecto importante é o fato de que o glicerol poderá atuar como monômero na repolimerização ou então poderá ser enxertado à cadeia do amido funcionando como um plastificante interno. Os isocianatos bloqueados são uretanas formadas pela condensação de di- ou poliisocianatos com compostos como o por exemplo o n-butanol e o fenol. Durante o processamento ocorre a quebra da ligação uretana com a formação do isocianato que pode reagir com o amido ou o glicerol. O processo pode ser projetado de forma que o desbloqueio, que ocorre tipicamente em temperaturas superiores a 150oC, somente ocorra após a remoção da água presente no material em uma zona de degasagem. Os subprodutos do desbloqueio podem ser recuperados em uma zona final de degasagem durante a REX. O proponente já tem experiência com reações de despolimerização do amido termoplástico. Processo 2007/08394-7..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (4) / Mestrado acadêmico: (2) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Auxílio financeiro.

2008 – 2011 – Projeto CNPq, Processo 564841/2008 0-“Obtenção e caracterização de microfibrilas (nanofibras) de celulose e estudo da sua aplicação na obtenção de nanocompósitos com amido termoplástico” (Coordenador)

Descrição: Nanocompósitos reforçados com nanofibras de celulose tem atraído grande atenção em especial para o reforço de matrizes termoplásticas de polímeros biodegradáveis. O uso de microfibrilas, que são constituídas de fibras de celulose com diâmetro em torno de 20-30 nm é muito promissor, pois permite a melhora significativa das propriedades dos materiais com a adição de quantidades relativamente pequenas de reforço, em geral em torno de 5% em massa. Microfibrilas de celulose podem ser produzidas a partir de polpa celulósica de madeira, de fibras de plantas anuais e de resíduos agrícolas como bagaço de cana e outros. O presente projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de compósitos de amido termoplástico reforçados com microfibrilas de celulose derivadas da polpa de eucalipto, polpa de sisal e a partir de resíduos agrícolas como bagaço de cana. Os dois desafios principais do projeto são: i) a preparação das microfibrilas por meio de um novo processo envolvendo congelamento e moagem em um dispersor de elevado cisalhamento (Ultra-Turrax e Cowles) e ii) a dispersão das microfibrilas de forma homogênea na matriz de amido termoplástico durante o processo de desestruturação do amido por extrusão. A dispersão de fibras e microfibrilas de celulose durante processos como extrusão constitui ainda um grande desafio e acaba limitando o uso desses materiais de forma mais intensiva. A dispersão de fibras de polpa de eucalipto (15 m de diâmetro com 1-2 mm de comprimento) já foi objeto de estudo do grupo, tendo gerado uma patente de invenção (PI 0205056-0/2002) e artigos científicos (Carvalho A.J.F. et al., 2002)..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (1) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador.
Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.

2008 – 2011 – Desenvolvimento de Metodologia Analítica e Deslignificação Organossolve aplicados ao Bagaço e a Palha da Cana-de-Açúcar

Descrição: O projeto proposto está focado em duas linhas gerais: o estudo da solvência da lignina através das reações de deslignificação e o desenvolvimento de metodologia de análise dos componentes dos materiais lignocelulósicos, em especial aplicados ao bagaço e a palha da cana-de-açúcar. Os processos de solvência da lignina serão estudados utilizando-se basicamente três processos: convencional, organossolve e organossolve em conjunto com fluído supercrítico. Como conseqüência do uso deste último processo, a hidrólise ácida de celulose e hemiceluloses também serão estudadas. Os métodos de caracterização de materiais lignocelulósicos existentes foram desenvolvidos e otimizados para madeiras. Devido às características diferenciadas das gramíneas e resíduos agrícolas (em especial do bagaço de cana-de-açúcar brasileiro), o desenvolvimento dos métodos existentes e o estudo de novos métodos de análise, assim como dos processos de deslignificação, específicos para este tipo de material tornam-se imperativos. A não existência de metodologia específica leva a obtenção de resultados inadequados e dificultam tanto o planejamento quanto a interpretação de resultados de diferentes operações empregadas no tratamento destas matérias-primas..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (2) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Integrante / A A S Curvelo – Coordenador / Debora Terezia Balogh – Integrante / Vagner Roberto Botaro – Integrante / Jane Faulstich Paiva – Integrante.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Auxílio financeiro.

2004 – 2004 – Ionômeros de Poly(estireno-co-metacrilato de metila-co-p-estireno Sulfonato): Preparação, Caracterização Físico-Química, Elétrica e Aplicações em Dispositivos Elet

Descrição: O presente projeto teve como objetivo preparar e investigar a utilização de ionômeros em dispositivos poliméricos eletroluminescentes, com a função de otimizar a injeção de cargas no volume do polímero eletroluminescente através da interface eletrodo/polímero. Os ionômeros foram preparados através da sulfonação de copolímeros de poli(estireno-co-metacrilato de metila) de modo a se obter polímeros com diversos teores de grupos iônicos (p-estireno sulfonato) e dos grupos (metacrilato de metila). Os grupos metacrilato tiveram a função de modificar a polaridade da cadeia principal, que afeta as propriedades das regiões ricas em grupos iônicos e a adesão com o eletrodo metálico. Os ionômeros preparados foram caracterizados quanto a sua estrutura (FTIR, RMN, HPSEC, DSC, DMA) e quanto às suas características elétricas em filmes finos. O efeito dos ionômeros em dispositivos eletroluminescentes poliméricos foi acentuado, observando-se melhora expressiva da eficiência com redução da tensão de operação de 40 para menos de 10V. Projeto FAPESP Proc. 2003/11192-6, Auxílio a Pesquisa /Programa Primeiros Projetos,.
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) .

Integrantes: Antonio José Felix de Carvalho – Coordenador.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Auxílio financeiro.
Número de produções C, T & A: 4