Cientistas da Embrapa Instrumentação, em São Carlos (SP), conseguiram gerar nanocristais superresistentes a partir do bagaço e da palha (biomassa) da cana-de-açúcar. Essas estruturas são semelhantes a grãos de arroz no formato, mas têm um tamanho cerca de 200 mil vezes menor.
Os nanocristais de celulose ainda são novos na indústria. Por serem muito duros e leves, podem contribuir para a construção de materiais mais resistentes. As possíveis aplicações são variadas, e vão desde embalagens a carcaças de automóveis.
Eles foram obtidos da celulose presente na cana-de-acúcar, segundo a engenheira química Cristiane Farinas, pesquisadora da Embrapa e uma das participantes do estudo, descrito em artigo publicado no fim do ano passado na revista científica Industrial Crops and Products.
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"Um material com uma porção de 0,1% a 1% de nanocristais já tem melhora de resistência mecânica", diz Farinas.
A pesquisa brasileira surge da vontade de tornar a biorrefinaria um empreendimento mais sustentável e viável econômicamente. Nessas instalações, a biomassa proveniente de variadas fontes é transformada em combustível, como o etanol.
Pouquíssimas dessas usinas conseguem aproveitar hoje o bagaço da cana-de-açúcar para produzir o chamado etanol de segunda geração, economicamente menos vantajoso.
"Nossa ideia inicial foi propor novas tecnologias e oportunidades para o uso integral da cana-de-açúcar, não só fazer etanol e açúcar como já é prática. Como os nanocristais têm alto valor agregado, existe o potencial de dar maior viabilidade econômica às biorrefinarias", diz Farinas.
O bagaço da cana pode ser queimado para obtenção de energia elétrica, e pelo menos uma parte da palha da planta é deixada no solo para ajudar na ciclagem dos nutrientes, o que torna o solo mais rico.
De acordo com a cientista, os nanocristais feitos com a polpa de eucalipto já são produzidos em escala comercial nos Estados Unidos, Canadá e Europa.
Para chegar aos nanocristais, os cientistas precisam descontruir as estruturas dos restos da cana. "Tem que pensar no processo como uma cebola que vai perdendo as camadas", diz Farinas. Um solvente orgânico ajuda a reduzir o material, retirando algumas partes da biomassa. Depois, uma hidrólise química com ácido faz chegar até a parte cristalina do material -os tais nanocristais.
Nessa desconstrução, outras moléculas do bagaço e da palha são retiradas. Algumas delas, como a lignina, também podem ser reaproveitadas no futuro pela indústria por sua propriedade de proteção contra raios solares.
Farinas conta que a equipe estuda agora rotas alternativas menos agressivas ao ambiente para chegar até os nanocristais, usando enzimas e ácidos orgânicos no processo. A pesquisa conta com o financiamento da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo).