Pesquisas da Universidade de Washington em St. Louis podem em breve levar a materiais de fibra de carbono mais leves e fortes e plásticos mais fortes com um impacto ambiental mais suave. O principal ingrediente necessário para essas melhorias é a lignina, um composto essencial para a maioria das plantas, mas considerado um resíduo pela indústria.
A chave para abrir o potencial da lignina foi alterar quimicamente algumas de suas propriedades. A Lignina de Ligação Esterificada de Alto Peso Molecular (HiMWELL) foi projetada pelo grupo de Joshua Yuan, professor e presidente do Departamento de Energia, Engenharia Ambiental e Química da Universidade de Washington em St. Louis' McKelvey School of Engineering.

A pesquisa foi publicada em 11 de agosto na revista Matter .

Os pesquisadores sabiam que, combinado com poliacrilonitrila (PAN), a lignina HiMWELL recém-projetada poderia se tornar um precursor de uma fibra de carbono melhor e que poderia permitir o desenvolvimento de plásticos recicláveis ​​com melhores propriedades também.

A fibra de carbono já é conhecida por ser um material forte e rígido, mas leve e premium. É usado como reforço estrutural em tudo, desde raquetes de tênis a aviões, e os quadros de fibra de carbono reduzem o peso e melhoram a segurança em veículos de alto padrão. Foi incorporado em qualquer lugar possível em alguns dos super e hipercarros mais rápidos.

O trabalho anterior de Yuan identificou três principais obstáculos à incorporação da lignina na equação:nem a estrutura química da lignina nem seu peso molecular são uniformes, o que dificulta a combinação com outros polímeros. E tem um grande número de grupos OH, um par reativo de oxigênio e hidrogênio que atrai água – não é ideal para construir um material rígido como fibra de carbono. Essas descobertas inspiraram Yuan e Jinghao Li, cientista sênior da Universidade de Washington, a redesenhar estruturas de lignina.

Ao desenvolver uma técnica para alterar quimicamente essas propriedades, Yuan disse:"Nós realmente criamos um tipo de lignina que é muito único".

Quando combinada com PAN, a fibra de carbono à base de HiMWELL teve uma resistência à tração recorde e mostrou melhores propriedades mecânicas do que a fibra de carbono padrão. Quando foi adicionado a misturas de polímeros recicláveis, HiMWELL melhorou as propriedades mecânicas e também melhorou a proteção UV.

"Finalmente, temos um caminho tecnológico para a lignina ser usada para fibras de carbono", disse Yuan. E talvez um dia, "Você vai transformar esse lixo na carcaça de um carro." + Explorar mais

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