O material residual da indústria de papel e celulose logo poderia ser transformado em qualquer coisa, de raquetes de tênis a carros.

"Superamos um dos problemas mais desafiadores da indústria ao descobrir como fazer fibra de carbono de boa qualidade a partir de resíduos, "disse o Dr. Joshua Yuan, Texas A&M AgriLife Research cientista e professor associado de patologia vegetal e microbiologia em College Station.

A pesquisa foi publicada recentemente em Química verde , o jornal revisado por pares da Royal Society of Chemistry.

“Há muitos anos as pessoas pensam em usar lignina para fazer fibra de carbono, mas alcançar a boa qualidade tem sido um problema, "Yuan disse.

Cerca de 50 milhões de toneladas de lignina - ou parte estrutural de uma planta - se acumulam a cada ano como resíduos da indústria de papel e celulose dos EUA, ele disse. A lignina adicional pode vir de biorrefinarias que usam plantas para produzir etanol, produzindo outros 100 milhões a 200 milhões de toneladas de resíduos de lignina a cada ano. No entanto, apenas cerca de 2 por cento dos resíduos de lignina são reciclados em novos produtos, Yuan disse.

“A lignina é considerada um dos biopolímeros mais abundantes do mundo, "ele disse." Todo esse lixo se acumula, e será ótimo usá-lo para alguma coisa. "

A equipe de pesquisa de Yuan teve vários sucessos na fabricação de combustível e bioprodutos a partir da lignina. Mas mesmo o processo de fabricação de biocombustíveis deixa um grande estoque de resíduos. Isso os levou a considerar a possibilidade de fazer material de fibra de carbono.

A fibra de carbono não é um conceito novo. Ele tem sido usado desde 1860 - principalmente para lâmpadas originalmente - e é conhecido por sua alta resistência, baixo peso e tolerância ao calor.

Mas tem sido caro produzir pelos meios tradicionais.

“Se você não pode produzir material de carbono de qualidade, não é realmente útil, "Yuan disse.

Portanto, a equipe examinou a lignina mais de perto.

“O que descobrimos é que a lignina é uma mistura de muitas moléculas de vários tamanhos e diferentes propriedades químicas. Por meio do fracionamento, separamos a lignina em partes diferentes, e então descobrimos que certas partes da lignina são muito boas para a fabricação de fibra de carbono de alta qualidade, " ele explicou.

O pesquisador observou que a lignina é uma molécula complexa, mas quando a alta densidade, porção de alto peso molecular é separada do resto, possui uma estrutura uniforme que permite a formação de fibra de carbono de alta qualidade.

"Ainda estamos melhorando e aprimorando a qualidade, mas, eventualmente, essa fibra de carbono pode ser usada para moinhos de vento, materiais esportivos e até bicicletas e carros, "disse ele." A fibra de carbono é muito mais leve, mas tem a mesma resistência mecânica que outros materiais usados ​​para esses produtos agora. Este material pode ser usado para muitas aplicações diferentes.

"A beleza dessa tecnologia é que ela nos permite usar a lignina completamente. Basicamente, o que fazemos é fracionar a lignina para que a fração de alto peso molecular possa ser usada para fibra de carbono e a fração de baixo peso molecular possa ser usada para bioplásticos e produtos como o modificador de aglutinante de asfalto usado em estradas. "

Yuan prevê uma biorrefinaria integrada de múltiplos fluxos em que a lignina é separada em um local para que uma variedade de materiais - as fibras de carbono de alta densidade e os bioplásticos de baixa densidade, junto com biocombustíveis de matéria-prima vegetal, como gramíneas, podem ser feitos em uma instalação.

“Quando somos capazes de usar a mesma biomassa para produzir coisas diferentes, que permite o melhor retorno econômico por ser sustentável, "disse ele." Eventualmente, isso levaria ao aumento dos empregos e ao crescimento econômico rural.

"E toda a cadeia de abastecimento está nos Estados Unidos, o que significa que os empregos estariam aqui. A biomassa é cultivada, colhidos e transportados aqui. Seria difícil enviar tantos resíduos para outro país para produção. Tudo fica aqui, "Yuan disse." Isso colocaria a produção agrícola e a indústria juntas em uma bioeconomia fazendo produtos renováveis. "