Notícia
Com propriedades exclusivas, nanocelulose revoluciona materiais
Divulgação
Elas são partículas minúsculas, chegam a ter a espessura até 10 mil vezes menor do que um fio de cabelo, mas possuem superpoderes: são as nanopartículas de celulose, partes extremamente pequenas de matéria vegetal que têm se revelado como um dos maiores avanços tecnológicos dos últimos tempos.
Na Escola de Engenharia de Lorena (EEL) da USP, no Laboratório de Biocatálise e Bioprodutos, estão sendo pesquisados novas rotas de obtenção e aplicação destas nanopartículas a partir de fibras celulose – o polímero natural mais abundante na Terra, de fonte 100% renovável, e encontrado no bagaço da cana-de-açúcar e o eucalipto, por exemplo.
O diferencial das pesquisas realizadas na EEL é o desenvolvimento de tecnologia de base biotecnológica para processos escalonáveis. Avanços nesta área podem viabilizar que estas nanopartículas sejam utilizadas de novas maneiras, por exemplo, resultando em materiais com inúmeras possibilidades de aplicação.
A partir da celulose é possível obter dois tipos de nanopartículas: a celulose nanocristalina e a nanofibrilada. A celulose nanofibrilada fica disposta em feixes paralelos organizados “como macarrões espaguete na embalagem”, enquanto a celulose cristalina (ou nanocristais) com aspecto de minúsculos bastonetes cristalinos “se assemelha a agulhas ou grãos de arroz, porém com espessura cerca de 200 mil vezes menor”, exemplifica o coordenador do grupo de pesquisa, o professor Dr. Valdeir Arantes.
A nanocelulose com sua alta performance e versatilidade, é uma aliança entre nanotecnologia, biotecnologia e matéria-prima renovável.
Os poderes da nanocelulose são decorrentes de uma combinação única de propriedades físicas, químicas e biológicas como elevada resistência mecânica, leveza, alta área superficial, biodegrabilidade, biocompatibilidade, entre outras. Arantes conta que, por isso, o interesse industrial para aplicação de nanocelulose abrange vários setores industriais como papel, têxtil, construção civil, alimentícia, biomédica, farmacêutica, cosméticos, automotiva, aeroespacial, eletrônica, entre outras.
A indústria que mais tem investido em pesquisas na área é a de papel e celulose, que busca diversificação no seu portfólio de produtos. Já na na indústria de óleo e gás está uma das aplicações inovadoras da nanocelulose, pois o material melhora aspectos da reologia (deformação e o escoamento) dos fluidos de perfuração, reduz o atrito no revestimento dos poços de petróleo e, devido à grande possibilidade de modificação, a celulose nanocristalina pode ser utilizada nas emulsões que estabilizam a interface óleo-água.
Na indústria de medicamentos, as nanopartículas obtidas da celulose servem como carreadores para liberação controlada de fármacos. Devido à sua elevada transparência e possibilidade de ser eletricamente condutora, podem ser utilizadas, por exemplo, como uma superfície para dispositivos eletrônicos flexíveis. Na medicina, podem ser fazer parte de um curativo inteligente ou pele artificial na cicatrização de feridas e queimaduras, acelerando o processo de cicatrização. Com algumas propriedades similares ou até superiores a populares supermateriais como grafeno e kevlar (usado em roupas à prova de bala), a nanocelulose, de 8 a 10 vezes mais forte e mais leve que o aço inoxidável, por exemplo, é um material muito atrativo para as indústrias aeronáutica e automotiva.
De acordo com o pesquisador, os estudos em Lorena estão focados em aplicar rotas ambientalmente corretas, mais eficientes do ponto de vista técnico, econômico, e ambiental, e em encontrar meios biotecnológicos que possam liberar as nanoceluloses de modo que seja vantajoso tanto para indústria, quanto para o meio ambiente. “Estamos trabalhando para desenvolver processos biotecnológicos utilizando enzimas específicas e combinações que possam extrair essas nanopartículas de forma eficiente e com propriedades diferenciadas” declara Arantes.
Além da procura por um método ambientalmente aceitável e menos oneroso para extração das nanopartículas de celulose, o grupo também trabalha no desenvolvimento de técnicas que possibilitem a incorporação eficiente da nanocelulose em matrizes poliméricas, os chamados compósitos e nanocompósitos, que são materiais formados pela união de outros visando a obter maior qualidade. Busca-se criar o que Arantes chama de superplástico ou plástico inteligente, com melhores propriedades de barreira, podendo ser biodegradável, mais leve e mais resistente que os convencionais. Esse supermaterial poderá ser utilizado para embalagens alimentícias, componentes plásticos automobilísticos, ou embalagens em geral, um setor em constante crescimento em decorrência da expansão do comércio eletrônico.
“Fibria Insight”
Nesta linha de aplicação de nanocelulose, recentemente as pesquisas realizadas no Laboratório de Biocatálise e Bioprodutos da EEL tiveram destaque no Fibria Insight. Trata-se de um programa de inovação aberto para identificar e estimular soluções inovadoras e novas oportunidades de negócio em parceria com outras instituições oferecido pela Fibria, empresa brasileira que lidera a produção de celulose de eucalipto no mundo. Entre 50 inscritos, o projeto da EEL foi um dos 7 finalistas escolhidos para desenvolver, junto à empresa, aplicações inovadoras para a celulose microfibrilada produzida na planta piloto da empresa em Aracruz (ES).
A classificação do projeto entre os finalistas resultou em uma parceria entre a USP de Lorena e a Fibria. Ela prevê o desenvolvimento em conjunto de uma tecnologia que irá resultar na aplicação de micro/nanocelulose para obter embalagens plásticas mais resistentes e mais leves, inteligentes e com menor impacto ambiental.
Acesse a notícia completa.
Fonte: Simone Colombo | Assessoria de Comunicação da EEL. Imagem: Divulgação.
Os comentários constituem um espaço importante para a livre manifestação dos usuários, desde que cadastrados no Canal Ambiental e que respeitem os Termos e Condições de Uso. Portanto, cada comentário é de responsabilidade exclusiva do usuário que o assina, não representando a opinião do Canal Ambiental, que pode retirar, sem prévio aviso, comentários postados que não estejam de acordo com estas regras.
Por favor, faça Login para comentar