Nanocelulose multiplica poderes das nanopartículas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/08/2020

Demonstração do efeito mecanoplasmônico - a pressão faz o material mudar de cor.
[Imagem: Magnus Johansson]

Da nanocelulose ao ouro

A nanocelulose - a celulose natural triturada em partículas na faixa dos nanômetros - transformou-se rapidamente em um material de interesse de vários setores devido à sua versatilidade e a uma série quase inumerável de propriedades atraentes.

Agora se descobriu que, quando a nanocelulose é combinada com metais, igualmente triturados até virarem nanopartículas, ela dá origem a novos materiais com propriedades ainda melhores.

Os primeiros testes mostraram que essa "nanocelulose metálica" tem efeitos antibacterianos, pode mudar de cor sob pressão e até converter luz em calor.

"Simplificando, fizemos ouro a partir da nanocelulose," exagera o professor Daniel Aili, da Universidade de Linkoping, na Suécia.

Exagera, mas não tanto: quando a nanocelulose é misturada com partículas de ouro, o material inteiro fica realmente parecendo ouro. Você não vai conseguir comercializá-lo como ouro na bolsa de mercadorias, mas as nanopartículas de ouro estão entre os materiais de preferência, por exemplo, no desenvolvimento das tecnologias fotônicas, que lidam com a luz.

E mexer com um material bem estruturado, em 3D, é muito mais fácil do que mexer com nanopartículas isoladas.

"A nanocelulose consiste em finos fios de celulose, com diâmetro de aproximadamente um milésimo do diâmetro de um fio de cabelo humano. Os fios atuam como um andaime tridimensional para as partículas de metal. Quando as partículas se ligam à celulose, forma-se um material que consiste em uma rede de partículas e celulose," detalha Aili.

O material nasce como uma solução de nanofibras de celulose e nanopartículas, mas pode a seguir ser moldado conforme necessário.
[Imagem: Magnus Johansson]

Sensores e energia

Um dos efeitos mais interessantes que apareceram nos testes iniciais foi batizado pela equipe de "efeito mecanoplasmônico". A plasmônica usa ondas de elétrons que a luz gera ao incidir sobre materiais metálicos e vem rendendo coisas como chips que funcionam na velocidade da luz.

Só que aqui as ondas plasmônicas não são geradas pela incidência da luz, mas mecanicamente, por um aperto ou compressão.

Isso pode ser muito útil para detectar e medir as coisas - nos chamados sensores -, já que a leitura do resultado pode ser feita a olho nu. Por exemplo, se uma proteína gruda no material, ele não vai mais mudar de cor quando colocado sob pressão. Se a proteína for um marcador para uma doença específica, a mudança ou manutenção da cor dá o diagnóstico.

Outro fenômeno interessante é que o material absorve luz de um espectro muito amplo da faixa visível do espectro, gerando não eletricidade, como uma célula solar, mas calor. Esta propriedade pode ser usada tanto para aplicações de energia termossolar, quanto na medicina.

"Nosso método torna possível a fabricação de compostos de nanocelulose e nanopartículas metálicas que são materiais moles e biocompatíveis para aplicações ópticas, catalíticas, elétricas e biomédicas. Como o material se faz por automontagem, podemos produzir materiais complexos com propriedades completamente novas e bem definidas," concluiu Aili.

Mais tópicos