Nanocelulose: por que tem recebido tanta atenção? (V.1, N.3, P.4, 2018)

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ALANA GABRIELI DE SOUZA

Possui graduação em Bacharelado em Ciência e Tecnologia pela Universidade Federal do ABC (2016) e mestrado em Nanociências e Materiais Avançados pela Universidade Federal do ABC (2018). Doutoranda em Nanociências e materiais avançados. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em Materiais poliméricos, nanocelulose e nanocompósitos biodegradáveis.

DERVAL DOS SANTOS ROSA

Possui graduação em Licenciatura e Bacharelado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (1984), Mestrado em Química pela UNICAMP (1988) e Doutorado em Engenharia Química pela mesma Universidade (1996). Possui pós-doutorado (2015) pela University of Brighton, Inglaterra. Professor Associado da Universidade Federal do ABC.

Você sabia que o Brasil é rico em um material abundante na natureza, biodegradável, não tóxico e de baixo custo? Pois ele é! Esse material é a celulose, que está presente em todas as plantas, vegetais e algas. E sendo um país fortemente agrícola e florestal, nós geramos, anualmente, imensas quantidades de resíduo, que é encaminhado a caldeiras para gerar energia. Mas de que tipo de resíduo estou falando? Bem, diversos tipos podem ser citados, como a casca do coco, a palha do milho, a folha da bananeira, o algodão, a serragem do eucalipto, a borra do café, o bagaço de cana etc. É só olhar para o lado e ver os produtos naturais que estão sendo descartados! Anualmente, milhões de toneladas desse tipo de material são geradas, mas ainda são poucas as aplicações que lhes dão uma nova valorização e geram novos produtos.

Esse cenário gera muita poluição, mas uma forma de mudá-lo é utilizar a nanotecnologia como aliada. Dá pra imaginar? Estamos falando da nanocelulose, ou de nanoestruturas de celulose, que são um material avançado, transparente, forte, e que pode ser aplicado em muitas áreas, desde peças mais leves e resistentes para um carro, até as que liberam remédios no seu organismo, ou, até mesmo, alguma peça do seu celular ou notebook. Quanta versatilidade em um material! Isso acontece porque, apesar de ser um material muito pequeno, a nanocelulose pode ser modificada e, com isso, aplicada em uma infinidade de produtos diferentes.

Mas o que é essa modificação? É a inserção de “alguma coisa” na superfície da nanopartícula para deixá-la diferente. Pode ser um polímero (plástico) de cadeia pequena, um surfactante, ou um grupo funcional. Se houver uma interação que mude a superfície e deixe as partículas distantes uma da outra, é o necessário para que um material seja considerado um modificador. Na figura abaixo, temos dois exemplos, um chamado de “estabilização eletrostática”, que atua pela adição de cargas, e outro, chamado de “estabilização estérica”, em que cadeias carbônicas maiores são adicionadas para atuar pela repulsão estérica.

Para o desenvolvimento de um novo material como os vários citados, é necessário que essa nanopartícula seja adicionada em uma matriz, ou seja, um plástico ou uma cerâmica. O mais comum são os plásticos! Porém, sabemos da grande problemática mundial com esses materiais, que demoram centenas de anos pra se decompor, o que faz com que estejam presentes em excesso em rios, mares, lixões e em qualquer outro lugar. Para tentar resolver esse problema, plásticos biodegradáveis têm sido desenvolvidos. Porém, eles são caros e têm aplicabilidade limitada, pois nem sempre possuem as propriedades necessárias (ou não são “fortes”, ou são tóxicos, etc). Ao se unir esses materiais biodegradáveis com a nanocelulose, suas propriedades conseguem ser melhoradas. Todavia, isso nem sempre é válido, pois, às vezes, o plástico não interage bem com a celulose, e ela acaba atrapalhando. Uma maneira de melhorar essa situação é utilizar uma celulose modificada, pois, assim, ela se comporta melhor com o plástico e se torna um “nanocompósito”, um material de excelente comportamento mecânico, térmico e ótico, o que permite o desenvolvimento de diversos produtos.

As pesquisas na área, que visam uma ampliação do portfólio de versatilidade da nanocelulose são, sem dúvida, um incentivo para a ampliação da gama de produtos que podem ser desenvolvidos, tendo em vista que nossa sociedade exige, cada dia mais, produtos menos tóxicos e mais amigos do meio ambiente! Além disso, as indústrias têm investido em peso nesses produtos.

A Universidade Federal do ABC tem se destacado em pesquisas relacionadas a materiais poliméricos (plásticos). No Laboratório de Pesquisa de Materiais Poliméricos Ambientalmente Amigáveis (LPMPAA), coordenado pelo Prof. Derval dos Santos Rosa, novas formas de obtenção da nanocelulose são investigadas em pesquisas que avaliam o método, a matéria prima utilizada, a modificação superficial desses materiais e até mesmo sua aplicação. As aplicações envolvem embalagens ativas (elas podem diminuir a proliferação de micro-organismos e prolongar a vida útil de um alimento), filmes de agricultura (que protegem do sol e de animais), produtos para agricultura (investigamos a liberação controlada de nutrientes ou fertilizantes para o solo, visando aumentar a produtividade de culturas) e até mesmo a remoção de metais pesados de águas contaminadas. Assim, é possível observar a importância e a relevância dessa linha de pesquisa no cenário nacional e internacional e também a importância da Universidade no desenvolvimento científico e tecnológico.

Imagem destacada:  https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-exatas-e-da-terra/com-propriedades-exclusivas-nanocelulose-revoluciona-materiais/

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