Partículas de lignina em forma de bola desenvolvidas por pesquisadores abrem possibilidades completamente novas para a utilização de lignina.

O plástico está em toda parte. Enormes barcaças de lixo plástico flutuam em nossos mares. Um saco plástico e outros resíduos plásticos foram encontrados na Fossa das Marianas, com quase 11 quilômetros de profundidade, o ponto mais profundo conhecido nos oceanos do mundo.

Resíduos de plástico são um dos maiores poluentes que ameaçam nossos oceanos, lagos e cadeia alimentar. Mais de um terço dos resíduos é composto de microplásticos, partículas com menos de cinco milímetros de tamanho. De acordo com várias estimativas, em 2050, haverá mais plástico do que peixes nos mares. Podemos influenciar essa tendência de alguma forma - os materiais fósseis usados ​​como matéria-prima para o plástico podem ser substituídos por opções biodegradáveis?

“A lignina é uma excelente alternativa como substituto de materiais fósseis. É criada como um subproduto da polpação. A celulose é um material comum e muito discutido e pesquisado, mas a lignina não tem recebido tanta atenção ", responde a professora Monika Österberg.

O processamento posterior dá um salto de dez vezes no valor
Österberg, um professor de Química de Bioprodutos quer mudar o mundo. O aquecimento do clima, o esgotamento de matérias-primas fósseis, o crescimento populacional e os crescentes problemas de resíduos aumentaram a necessidade de materiais e produtos renováveis ​​que se degradarão biologicamente.

A promoção da economia circular é muito importante para garantir recursos suficientes e sua utilização mais eficaz. Lignina, que é um adesivo para fibras de madeira, foi queimado principalmente como energia devido ao seu alto valor de aquecimento. Contudo, seu potencial no mercado é muito mais versátil. O interesse por outros produtos processados ​​cresceu rapidamente. O valor da lignina refinada pode ser dez vezes maior do que a lignina queimada.

Então, para que serve toda a lignina? Lignina pode

• substituir parcial ou completamente os adesivos de resina de fenol formaldeído usados ​​em madeira compensada, cartão duro, aglomerado e laminado
• ser uma matéria-prima para revestimentos bioquímicos e funcionais, que melhoram, por exemplo, durabilidade do clima
• ser uma matéria-prima para a fibra de carbono em, por exemplo, carros e aviões, bem como um material na produção de bioplásticos e combustíveis líquidos.

Acredita-se que as maneiras pelas quais a lignina pode ser usada são quase ilimitadas. Por que então ainda existem tão poucos produtos à base de lignina no mercado?

Um material desafiador para pesquisar

"O potencial da lignina tem sido pesquisado há anos. A lignina é um polímero natural complexo, e sua estrutura é desafiadora. Por esta razão, sua utilização e processamento em produtos é difícil ", Estados de Österberg.

Em maio de 2018, o projeto COLIAD de dois anos (COLIAD, (Adesivos e revestimentos de lignina coloidal) financiados pela Business Finland chegou ao fim. Durante o projeto, pesquisadores da Aalto University e do VTT Technical Research Center da Finlândia, com o apoio de empresas, examinaram o potencial da lignina como um bioproduto altamente refinado que poderia ser produzido em grandes volumes.

Os pesquisadores foram capazes de usar com sucesso um método simples para desenvolver partículas de lignina coloidal (CLP) a partir da lignina. As partículas são uniformes em suas características de superfície e tamanho, enquanto a lignina é complexa em estrutura e composição. Essas partículas, que têm aproximadamente duzentos nanômetros de tamanho, pode ser facilmente misturado com água ou outros meios, e sua química de superfície é fácil de moldar, por isso é adequada para várias aplicações. Como sua produção é tão simples, As partículas de lignina são adequadas para produção em massa.

Um segundo objetivo do projeto era moldar partículas de lignina, para que sejam adequados para uso em alta qualidade, adesivos de madeira duráveis ​​e econômicos e aplicações de revestimento. Os resultados foram promissores. Verificou-se que o fenol nas colas poderia ser substituído em parte por partículas de lignina, e eles provaram ter grande potencial em revestimentos como forma de proteção UV.

Contudo, mais pesquisas, bem como planos de comercialização sob medida são necessários antes que produtos competitivos possam ser colocados no mercado.

Mais oportunidades de utilização com partículas de lignina

Muito se aprendeu sobre a produção e moldagem de partículas de lignina durante o projeto COLIAD. A utilização de lignina em sua forma coloidal, ou seja, em pequenas partículas com menos de um micrômetro de tamanho, ainda é novo, e as melhores aplicações, sem dúvida, ainda estão por ser encontradas.

"As novas áreas de aplicação facilitadas por essas partículas em forma de bola incluem transportadores no transporte de produtos farmacêuticos, tratamento de água e biocatalisadores. Publicamos um artigo sobre o estudo deles há algum tempo em Nature Communications . O trabalho agora iniciado promoverá a pesquisa futura de partículas de lignina e a comercialização de produtos. A produção dessas partículas já é possível em lotes de vários quilos, o que torna possível testá-los em diferentes aplicações. Isso pode ser uma vantagem competitiva no mercado global para as empresas finlandesas e uma oportunidade para criar novos negócios e empregos. "

A poluição da água por resíduos de plástico tem gerado muita preocupação. O problema pode ser limitado com o aumento do uso de matérias-primas renováveis, como a lignina, em embalagens e têxteis, bem como melhorando a reciclagem eficaz desses materiais. Partículas de lignina oferecem ainda mais opções para a utilização de lignina. É por isso que um professor, que sonha em mudar o mundo, os selecionou como sua área de pesquisa.