Do Inovação Tecnológica
Com informações da New Scientist
Imagine um material leve, transparente, oito vezes mais forte
que o aço inoxidável e com um mercado estimado em US$600 bilhões em
2020.
Não, não estamos falando do grafeno, nem de ligas metálicas especiais e muito menos de compósitos da indústria aeroespacial.
A
nova estrela do mundo dos materiais e da nanotecnologia tem, por assim
dizer, uma origem simples: ela vem inteiramente da madeira.
É a celulose nanocristalina - ou, como preferem alguns, nanocristais de celulose, ou ainda nanocelulose.
O
material é extraído por um processamento da polpa de madeira,
resultando em cristais minúsculos - em grande quantidade, esses cristais
de nanocelulose parecem-se com neve.
Fábricas de nanocelulose
A
nanocelulose está provocando furor na indústria, não apenas por suas
propriedades tentadoras, mas também porque é muito barata.
A
empresa japonesa Pioneer anunciou que irá utilizar os nanocristais de
celulose em sua próxima geração de telas flexíveis. A IBM também está
usando a nanocelulose para fabricar componentes de computadores.
O
governo do Canadá possui um programa consistente de pesquisas na área,
com uma planta-piloto capaz de produzir uma tonelada de nanocelulose por
dia, responsável por disseminar as técnicas para as indústrias do país.
No
último mês de Julho, foi inaugurada a primeira fábrica de celulose
nanocristalina dos EUA. Embora menor que a canadense, a iniciativa
também é de um órgão governamental, o U.S. Forest Products Laboratory.
Exemplos de aplicações dos cristais de nanocelulose. [Imagem: Moon et al./CSR/Wiley VCH]
Propriedades da celulose nanocristalina
Mas por que tanto entusiasmo com um material que pouco mais é do que uma madeira super-triturada?
Porque
a nanocelulose é transparente e tem oito vezes a resistência à tração
do aço inoxidável, graças ao entrelaçamento dos cristais, que têm o
formato de agulhas.
Os cristais de nanocelulose
conduzem eletricidade, embora, devidamente processados em larga escala,
possam resultar em bons isolantes térmicos.
E, claro, sendo fruto unicamente do processamento da madeira, o material é muito barato.
"É
uma versão natural e renovável dos nanotubos de carbono, a uma fração
do preço," afirma Jeff Youngblood, da Universidade de Purdue, que chefia
um dos grupos de pesquisa mais ativos na área.
Ele é um dos coordenadores científicos da fábrica norte-americana, que deverá produzir cristais e fibrilas de nanocelulose.
Fabricação de nanocelulose
A
fabricação da celulose nanocristalina começa com uma "purificação" da
madeira, removendo compostos como lignina e hemicelulose.
O
resultado é moído para formar uma polpa, que é hidrolisada em ácido
para remover impurezas, antes de ser separada e concentrada na forma de
cristais.
Os cristais de nanocelulose formam uma
pasta espessa, que pode ser aplicada a superfícies, na forma de um
laminado, ou transformado em filamentos, formando as chamadas
nanofibrilas.
As nanofibrilas são duras, densas e
rígidas, e podem ser prensadas em diferentes formas e tamanhos. Quando
liofilizado, o material é leve, absorvente e bom isolante térmico e
acústico.
A nanocelulose vem inteiramente da
madeira, mas não depende necessariamente do corte de árvores. [Imagem:
Jeff Youngblood/Purdue]
Como transformar lixo em ouro
"A
beleza deste material é que ele é tão abundante que não temos nem que
fabricá-lo," diz Youngblood. "Nós não precisamos sequer utilizar árvores
inteiras; a nanocelulose tem apenas 2 nanômetros de comprimento. Se
quiséssemos, poderíamos usar ramos e galhos, ou até mesmo serragem.
Estamos transformando lixo em ouro."
As estimativas indicam que a nanocelulose, produzida industrialmente, poderá custar alguns dólares o quilograma.
Os
nanotubos de carbono, por sua vez, com os quais os nanocristais de
celulose são comparados, são cotados em miligramas - no atacado, pode-se
comprá-los por US$250 o grama.
A expectativa é que a
nanocelulose torne obsoletos grande parte dos plásticos, já que suas
propriedades físicas permitem que ela substitua até mesmo os metais na
construção de peças de automóveis.
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