p Um grupo de pesquisa multi-institucional liderado por dois membros do corpo docente da Penn State identificou, pela primeira vez, como os cristais de celulose se orientam em relação à parede celular das plantas, com implicações potenciais para o desenvolvimento químico e energético. p "Uma compreensão mais detalhada da estrutura das paredes celulares das plantas pode levar a novas estratégias de decomposição desses materiais para criar combustíveis e produtos químicos de alto valor, "disse Enrique Gomez, co-investigador principal do estudo e professor de engenharia química e ciência e engenharia de materiais, com co-nomeação no Instituto de Pesquisa de Materiais. "Como tal, nosso trabalho pode levar a novas estratégias para a produção de biocombustíveis ou bioquímicos. "

p A celulose é o biopolímero mais abundante do planeta. Ele permite que as plantas construam caules, troncos e folhas. Ele também protege os açúcares usados ​​pelas plantas para várias funções vitais. Para converter biomassa celulósica em novos biocombustíveis e bioquímicos, os pesquisadores precisam entender como quebrar a celulose. É difícil degradar a celulose em matéria-prima para a fabricação de biocombustíveis e produtos bioquímicos.

p O versátil, material rico em energia é conhecido por ser cristalino, mas ainda existem alguns mistérios sobre sua estrutura e como se forma. De acordo com Gomez, pesquisadores especulam se os cristais de celulose se torcem há anos. A equipe da Penn State descobriu que os cristais têm uma "orientação preferencial, "que é uma tendência de se posicionar de uma maneira sem torcer. Essas descobertas foram publicadas em setembro em Nature Communications .

p "Nosso trabalho identificou um novo tipo de organização nas paredes celulares das plantas, em que identificamos que os cristais dentro das paredes das células vegetais têm uma orientação preferida, "disse Esther Gomez, co-investigador principal do estudo e professor associado de engenharia química e engenharia biomédica. "Este é um resultado surpreendente, que encontramos em três espécies de plantas diferentes, sugerindo que nossa descoberta se deve a alguma consequência comum de como as plantas fazem suas paredes celulares. Pelo caminho, podemos ter ajudado a resolver um debate antigo - se os cristais dentro das paredes das células das plantas se torcem - porque a orientação preferida sugere que os cristais não se torcem. Se eles fizeram, não haveria uma orientação preferencial. "

p Para "ver" a orientação cristalina da celulose nas amostras de plantas, eles usaram uma técnica não aplicada anteriormente, ao conhecimento deles, no estudo das paredes das plantas.

p "A tecnica, espalhamento de raios-X de grande angular com incidência rasante (GIWAXS), foi desenvolvido para a ciência dos materiais e amplamente utilizado para o estudo de filmes finos, incluindo filmes de polímero, "Esther Gomez disse.

p GIWAXS envolve um feixe de raios-X que atinge uma amostra de filme fino, neste caso, celulose, em ângulos muito rasos. Isso pode ser ajustado para sondar apenas a superfície ou volume da amostra em escalas de comprimento molecular. As espécies de plantas que estudaram incluíram as estruturas cristalinas nas paredes celulares das cebolas, agrião e musgo.

p Essa descoberta pode levar à abertura de novos caminhos para a pesquisa da celulose, especialmente em bioenergia e bioquímicos, de acordo com os pesquisadores.

p "Permitir o estudo deste novo tipo de organização levará a novos estudos fundamentais sobre como surgem as propriedades notáveis ​​das paredes celulares, "Enrique Gomez disse.