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Materiais Avançados

Placas de celulose substituem plásticos com muitas vantagens

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/05/2020

Placas de celulose substituem plásticos com muitas vantagens
Além de a matéria-prima ser renovável, o material final é biodegradável.
[Imagem: Qing-Fang Guan et al. - 10.1126/sciadv.aaz1114]

Polímero biodegradável

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China conseguiram construir painéis de grande porte feitos de celulose, o polímero que dá sustentação às plantas.

O grande objetivo é substituir os plásticos derivados do petróleo por um material biodegradável.

As placas apresentaram uma resistência específica de 198 MPa/(Mg m-3), o que é quatro vezes mais do que a resistência do aço e mais elevada do que a dos plásticos atuais e das ligas de alumínio. Além disso, o material tem uma tenacidade ao impacto específica mais alta (67 kJ -2 / (Mg m-3) do que a liga de alumínio e apenas metade de sua densidade (1,35 g/cm-3).

Mas talvez o fator que pode realmente decidir a migração dos plásticos para as placas de celulose em grande número de aplicações seja a sua elevada resistência a altas temperaturas, com um coeficiente de expansão térmica de 5 ppm K-1 para a larga faixa entre -120 °C e +150 °C - isso se aproxima das cerâmicas, os melhores materiais quando se trata de temperaturas extremas.

E a equipe calcula que as placas de celulose, quando produzidas industrialmente, poderão custar algo em torno de US$0,5/kg, o que é mais barato do que os plásticos.

Placas de celulose substituem plásticos com muitas vantagens
Micrografias das placas de nanocelulose em diversos graus de ampliação.
[Imagem: Qing-Fang Guan et al. - 10.1126/sciadv.aaz1114]

Nanocelulose

Os plásticos, ou polímeros, estão entre os materiais de maior sucesso já feitos pela humanidade: eles são leves, fortes, versáteis e baratos.

Mas também têm-nos dado muitos problemas, desviando-se da reciclagem e indo parar em todos os cantos do planeta.

A boa notícia é que existem também polímeros naturais que, além de comparáveis a virtualmente todas as qualidades dos plásticos derivados do petróleo, também são biodegradáveis.

O bloco básico dos polímeros naturais é a celulose, fibras que formam o material estrutural das plantas. Quando reduzidas à nanoescala, por isso chamadas de nanocelulose, essas fibras podem ser usadas em um sem-número de aplicações.

A nanocelulose é um componente básico em nanoescala ideal para a construção de materiais macroscópicos de alto desempenho, uma vez que possui maior resistência (2 GPa) e módulo (138 GPa) que o Kevlar e o aço, e menor coeficiente de expansão térmica (0,1 ppm K-1) do que o vidro de sílica. E, sendo biodegradável e de base biológica, a construção de materiais estruturais sustentáveis e de alto desempenho promete substituir os plásticos e nos ajudar a evitar o que os ambientalistas mais aguerridos estão chamando de "apocalipse do plástico".

Bibliografia:

Artigo: Lightweight, tough, and sustainable cellulose nanofiber-derived bulk structural materials with low thermal expansion coefficient
Autores: Qing-Fang Guan, Huai-Bin Yang, Zi-Meng Han, Li-Chuan Zhou, Yin-Bo Zhu, Zhang-Chi Ling, He-Bin Jiang, Peng-Fei Wang, Tao Ma, Heng-An Wu, Shu-Hong Yu
Revista: Science Advances
Vol.: 6, no. 18, eaaz1114
DOI: 10.1126/sciadv.aaz1114





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