Química Verde - Material à base de celulose supera propriedade isolante do isopor
Processo de fabricação do produto substitui solventes sintéticos por água
Carbohydrate Polymers
Segundo o estudo, o material degrada-se naturalmente e não produz poluentes quando queimado
Pesquisadores desenvolveram um material à base de plantas que respeita o meio ambiente e, de forma inédita, funciona melhor do que o isopor para isolamento.
A espuma é feita principalmente de nanocristais de celulose, o material vegetal mais abundante na Terra. Os pesquisadores também desenvolveram um processo de fabricação ambientalmente amigável e simples para fabricar a espuma, usando água em vez de outros solventes nocivos.
Para produzir nanocristais de celulose, os pesquisadores usam a hidrólise ácida, na qual o ácido é usado para clivar ligações químicas.
Publicado na revista Carbohydrate Polymers, o trabalho é liderado por Amir Ameli, da Escola de Mecânica e Engenharia de Materiais, e Xiao Zhang, da Escola de Engenharia Química e Bioengenharia, ambas da Universidade do Estado de Washington (WSU).
Há tempos a academia e a indústria têm procurado desenvolver um substituto ambientalmente amigável para a espuma de poliestireno, ou isopor. O material popular está presente em diversos produtos, desde copos de café até materiais para construção, transporte e indústrias de embalagens. Contudo, apresenta problemas: além de ser um derivado (portanto dependente) do petróleo, não se degrada naturalmente e produz poluição quando queima.
Espumas à base de celulose já haviam sido criadas anteriormente, mas nenhuma até então conseguiu oferecer as vantagens proporcionadas pelo isopor: não eram tão fortes, não isolavam bem e se degradavam facilmente quando expostas a temperaturas mais altas e umidade.
Álcool - O material criado pela equipe da WSU é composto de cerca de 75% de nanocristais de celulose obtidos de polpa de madeira. À essa base foi adicionado álcool polivinílico, outro polímero que se liga aos cristais de nanocelulose e torna as espumas resultantes mais elásticas. Isso resultou em um material de estrutura celular uniforme, o que significa se tratar de um bom isolante. Pela primeira vez, ressaltou os autores em seu artigo, um composto à base de plantas superou as capacidades de isolamento do isopor. Também é muito leve, podendo suportar até 200 vezes o seu peso sem alterar a forma. Além de se degradar bem, a sua queima não produz poluentes.
“Nós usamos um método fácil para fazer espumas compostas de alto desempenho baseadas em celulose nanocristalina com uma excelente combinação de capacidade de isolamento térmico e propriedades mecânicas”, disse Ameli. Segundo ele, os resultados demonstram o potencial de materiais renováveis, como a nanocelulose, para materiais de isolamento térmico de alto desempenho que podem contribuir para economia de energia, menor uso de matérias-primas derivadas de petróleo e redução de impactos ambientais.
Para o professor Xiao Zhang, “esta é uma demonstração fundamental do potencial da celulose nanocristalina como material industrial importante. Este material promissor tem muitas propriedades desejáveis, e poder transferir essas propriedades para uma escala em massa pela primeira vez através desta abordagem de Engenharia é muito emocionante”.
Os pesquisadores agora estão desenvolvendo formulações para materiais mais fortes e duráveis visando aplicações práticas. A meta é incorporar matérias-primas de baixo custo a fim de fabricar um produto comercialmente viável, definindo como aplicar o método desenvolvido no ambiente de laboratório em escala industrial.
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