Pesquisadores da Washington State University desenvolveram um projeto ecologicamente correto, material à base de plantas que, pela primeira vez, funciona melhor do que isopor para isolamento.

A espuma é feita principalmente de nanocristais de celulose, o material vegetal mais abundante na terra. Os pesquisadores também desenvolveram um processo de fabricação simples e ecológico para fazer a espuma, usar água como solvente em vez de outros solventes prejudiciais.

O trabalho, liderado por Amir Ameli, professor assistente na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais, e Xiao Zhang, professor associado da Escola de Engenharia Química e Bioengenharia Gene and Linda, é publicado no jornal Polímeros de carboidratos .

Os pesquisadores têm trabalhado para desenvolver um substituto ecológico para a espuma de poliestireno, ou isopor. O material popular, feito de petróleo, é usado em tudo, desde xícaras de café a materiais para construção civil, transporte, e indústrias de embalagens. Mas, é feito de ingredientes tóxicos, depende do petróleo, não se degrada naturalmente, e cria poluição quando queima.

Enquanto outros pesquisadores criaram outras espumas à base de celulose, as versões à base de plantas não tiveram um desempenho tão bom quanto o isopor. Eles não são tão fortes, não isole também, e degradado em altas temperaturas e em umidade. Para fazer nanocristais de celulose, pesquisadores usam hidrólise ácida, em que o ácido é usado para clivar ligações químicas.

Em seu trabalho, a equipe da WSU criou um material feito de cerca de 75 por cento de nanocristais de celulose de polpa de madeira. Eles adicionaram álcool polivinílico, outro polímero que se liga aos cristais de nanocelulose e torna as espumas resultantes mais elásticas. O material que eles criaram contém uma estrutura celular uniforme, o que significa que é um bom isolante. Pela primeira vez, os pesquisadores relatam, o material à base de plantas ultrapassou a capacidade de isolamento do isopor. Também é muito leve e pode suportar até 200 vezes seu peso sem mudar de forma. Degrada bem, e queimá-lo não produz cinzas poluentes.

"Usamos um método fácil para fazer alto desempenho, espumas compostas com base em celulose nanocristalina com uma excelente combinação de capacidade de isolamento térmico e propriedades mecânicas, "Ameli disse." Nossos resultados demonstram o potencial dos materiais renováveis, como nanocelulose, para materiais de isolamento térmico de alto desempenho que podem contribuir para a economia de energia, menos uso de materiais à base de petróleo, e redução de impactos ambientais adversos. "

“Esta é uma demonstração fundamental do potencial da celulose nanocristalina como um importante material industrial, "Zhang disse." Este material promissor tem muitas propriedades desejáveis, e ser capaz de transferir essas propriedades para uma escala em massa pela primeira vez por meio dessa abordagem de engenharia é muito empolgante. "

Os pesquisadores agora estão desenvolvendo formulações para materiais mais resistentes e duráveis ​​para aplicações práticas. Eles estão interessados ​​em incorporar matérias-primas de baixo custo para tornar um produto comercialmente viável e considerar como passar do laboratório para uma escala de fabricação do mundo real.