O mundo gera mais de seis milhões de toneladas de borra de café, de acordo com a Organização Internacional do Café. O jornal Agricultura e Química Alimentar relataram em 2012 que mais da metade dos resíduos de café usados ​​acabam em aterros sanitários. As nanofibras de celulose são os blocos de construção das resinas plásticas que podem ser transformadas em produtos plásticos biodegradáveis.

A equipe YNU, liderado por Izuru Kawamura, professor associado da Escola de Pós-Graduação em Ciências da Engenharia, começou a se basear em pesquisas anteriores para extrair nanofibras de celulose de borra de café. Eles publicaram suas descobertas em 1º de abril no jornal Celulose .

“Nosso objetivo final é estabelecer um sistema de reciclagem sustentável com nossas nanofibras de celulose na indústria do café, "Kawamura disse." Agora, cada vez mais restaurantes e cafés foram proibidos de usar canudos descartáveis. Seguindo esse movimento, pretendemos fazer uma xícara e um canudo descartáveis ​​transparentes com um aditivo composto por nanofibras de celulose de pó de café gasto. "

A demanda por nanofibras de celulose está aumentando em todo o mundo, à medida que as indústrias percebem seu potencial como uma forma mais ecologicamente correta e sustentável de produzir plásticos.

"As nanofibras de celulose têm sido produzidas principalmente a partir de materiais à base de madeira, como a celulose, até agora, "Kawamura disse." Nanofibras de celulose podem ser potencialmente fornecidas de todas as plantas da natureza. Gostaríamos de enfatizar que o pó de café gasto é uma matéria-prima promissora. ”

A chave para extrair nanofibras de celulose de borra de café está na celulose, o material que compõe as paredes celulares do feijão e responde por cerca de metade do peso e do volume do solo.

A equipe YNU realizou o experimento de isolar nanofibras de celulose das paredes celulares dos grãos por oxidação catalítica, um processo que oxida as paredes celulares usando um catalisador. Este é um método relatado anteriormente por Akira Isogai da Universidade de Tóquio.

A equipe examinou as nanofibras de celulose resultantes com técnicas de imagem, incluindo difração de raios-X, microscópio eletrônico, e análise termogravimétrica - um método para observar as características estruturais fundamentais das nanofibras de celulose e comparar as derivadas da madeira. As nanofibras de celulose à base de café moído exibiram uniformidade e se integraram bem ao álcool polivinílico, o bloco de construção para uma variedade de produtos industriais e de consumo. Sua equipe descobriu que seu diâmetro médio era de 25 nanômetros. Para referência, um cabelo humano mede cerca de 90, 000 nanômetros de diâmetro.

Essa consistência e integração com resinas de polímero são marcos que demonstram o potencial para nanofibras de celulose à base de café moído como um substituto da madeira. Kawamura disse, mas mais pesquisas são necessárias para desenvolver um processo comercialmente viável.

Kawamura acredita que as nanofibras de celulose podem em breve ter um papel importante na indústria automobilística, oferecendo uma alternativa leve ao aço e ao plástico para carrocerias de automóveis. À medida que os padrões de emissão continuam a apertar, o mercado de carros mais leves vai crescer, tornando as nanofibras de celulose uma mercadoria cada vez mais valiosa.

“O peso total da resina plástica feita por nanofibras de celulose é muito leve em comparação com o aço, "Disse Kawamura." Trará uma redução eficiente do CO ₂ emissão. "Resinas construídas em nanofibras também funcionam bem na impressão 3-D, tornando-os uma alternativa ambientalmente correta aos plásticos à base de petróleo para uma série de produtos potenciais.

Este novo processo pode ser uma bênção para a indústria do café, que tem opções limitadas para monetizar borra de café usada. Algumas cidades têm programas de reciclagem, onde o pó de café gasto é reutilizado como composto rico em nutrientes para estufas e fazendas de cogumelos. Outros programas enviam borra de café usada para instalações que produzem biogás. Mas acima de tudo, a maioria dos grãos de café ainda vai parar em aterros sanitários.