Usar plantas e árvores para fazer produtos como papel ou etanol deixa um resíduo chamado lignina, um componente das paredes das células vegetais. Essa lignina restante não é boa para muito e muitas vezes é queimada ou jogada em aterros sanitários. Agora, pesquisadores relatam a transformação da lignina em fibra de carbono para produzir um material de custo mais baixo, forte o suficiente para construir peças de automóveis ou aeronaves.

Os pesquisadores apresentarão seu trabalho hoje no 254º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS). ACS, a maior sociedade científica do mundo, está realizando a reunião aqui até quinta-feira. Possui quase 9, 400 apresentações sobre uma ampla variedade de tópicos científicos.

"A lignina é uma molécula aromática complexa que é queimada principalmente para produzir vapor em uma planta de biorrefinaria, um processo relativamente ineficiente que não cria muito valor, "diz Birgitte Ahring, Ph.D., o investigador principal do projeto. "Encontrar melhores maneiras de usar a lignina restante é realmente o motivador aqui. Queremos usar resíduos de biorrefinaria para criar valor. Queremos usar um produto de baixo valor para criar um produto de alto valor, o que tornará as biorrefinarias sustentáveis. "

Além disso, existem benefícios potenciais no lado da fibra de carbono da equação. A fibra de carbono feita com lignina seria mais sustentável e menos cara do que as fibras produzidas atualmente. A fibra de carbono encontrada em carros e aeronaves modernos é normalmente feita de poliarilonitrila (PAN), o que é caro, polímero não renovável. "O PAN pode contribuir com cerca de metade do custo total de fabricação da fibra de carbono, "Jinxue Jiang, Ph.D., diz. Ele é pós-doutorado no laboratório Ahring da Washington State University. “Nossa ideia é reduzir o custo de fabricação de fibra de carbono com o uso de materiais renováveis, como a lignina biorrefinaria. "Outros pesquisadores tentaram fazer fibras de carbono a partir de 100 por cento de lignina, Jiang disse, mas acabou ficando com uma fibra fraca demais para a indústria automotiva. "Queríamos combinar a alta resistência do PAN com o baixo custo da lignina para produzir uma fibra de carbono para automóveis."

Para desenvolver uma fibra de carbono forte, mas barata, A equipe de Ahring misturou lignina com PAN em quantidades variadas, de 0 a 50 por cento. Eles fundiram os polímeros juntos em uma única fibra usando um processo chamado fiação por fusão. "Você eleva a temperatura da mistura de polímero até que ela derreta, para que possa fluir, "Jiang disse." Então, você gira esse polímero derreter até que a fibra se forme. "Usando uma variedade de métodos, incluindo espectroscopia de ressonância magnética nuclear, calorimetria e microscopia eletrônica, os pesquisadores avaliaram as características estruturais e mecânicas das fibras. Eles descobriram que podiam se safar com até 20-30 por cento de lignina sem sacrificar a resistência. As fibras de carbono da lignina poderiam, os pesquisadores dizem, têm aplicações automotivas, como peças internas, peças fundidas e armações de pneus.

Como uma próxima etapa, os pesquisadores levarão suas fibras para uma fábrica de automóveis para testar sua resistência em um cenário do mundo real. “Se conseguirmos obter uma fibra que possa ser usada na indústria automobilística, estaremos em uma boa posição para tornar as biorrefinarias mais viáveis ​​economicamente, para que possam vender o que normalmente descartariam ou queimariam, "Ahring diz." E os produtos seriam mais sustentáveis ​​e menos caros. "