p Um dos temas estudados atualmente no Departamento de Tecnologia de Produtos Florestais da Escola de Tecnologia Química é o uso da nanocelulose como reforço de polímeros como os termoplásticos. Nanocelulose, ou fibra de madeira quebrada em nanoescala, misturado com um polímero resulta em um material resistente. Este produto puramente natural pode substituir as fibras sintéticas à base de petróleo comumente usadas para reforçar materiais compostos hoje em dia. p Em sua tese de doutorado, Mindaugas Bulota, M. Sc. (Tecnologia), estudou compósitos feitos de ácido poli (láctico) (PLA) e celulose. Bulota observou que mesmo uma pequena quantidade de celulose melhora a tenacidade do PLA. Quando a quantidade de celulose no composto era inferior a 5 por cento em peso, a tenacidade do compósito era aproximadamente dez vezes maior do que a do polímero puro.

p Este material composto é renovável e, de acordo com o pesquisador, decompõe-se em aproximadamente vários meses.

p "Ele se decomporia em água e dióxido de carbono em ambiente de composto natural e não causaria nenhum dano à natureza, "Bulota explica.

p Dois polímeros frágeis se combinam para formar um material resistente

p Tanto o PLA quanto a celulose são polímeros quebradiços.

p “Se esta caneta na minha mão fosse feita de nanocelulose, ele se quebraria em pedaços assim que caísse no chão. Ainda, nanocelulose misturada com PLA resulta em um material resistente que seria capaz de suportar cargas de serviço, "Bulota descreve.

p "É como se o vidro quebradiço fosse magicamente transformado em plástico resistente, "Bulota ilustra.

p Claro, não é tão simples assim. A celulose é hidrofílica, o que significa que ele se mistura facilmente com água e, portanto, não se liga facilmente ao polímero PLA hidrofóbico ou repelente de água. Em uma reação chamada esterificação, alguns dos grupos OH hidrofílicos na celulose são substituídos por grupos éster hidrofóbicos, que melhoram a compatibilidade. O nível de substituição pode ser usado para controlar o comportamento mecânico dos compósitos.

p Produto renovável com muitas aplicações potenciais

p Filmes compostos de PLA-nanocelulose de 70 micrômetros de espessura foram fabricados e suas propriedades mecânicas testadas. Foi dada especial atenção aos seus mecanismos de deformação e fratura sob carga mecânica em tensão.

p Além disso, a estrutura química do compósito foi examinada usando espectroscopia Raman. As bandas de intensidade em um espectro Raman indicam uma maior concentração de material no composto. A nanocelulose deve ser distribuída uniformemente dentro de um polímero para obter as melhores propriedades.

p Os mecanismos de deformação e fratura de compósitos em nanoescala são fenômenos complexos que ainda não são totalmente compreendidos. Estudos adicionais sobre o comportamento da nanocelulose dentro do polímero são necessários.

p “Se conseguirmos entender melhor o que acontece na nanocelulose e no compósito PLA sob carga mecânica, chegamos mais perto de uma receita para a fabricação de um novo tipo de materiais que são ecologicamente corretos, difícil, forte e renovável. Além disso, seríamos capazes de adaptar as propriedades desses materiais de acordo com as necessidades de cada um, Bulota explica. "

p A gama de aplicações possíveis é ampla.

p "Compósitos de nanocelulose podem ser adequados para várias aplicações, como implantes médicos, telas flexíveis, andaime para engenharia de tecidos, apenas para citar alguns. Também pode ser uma alternativa ecológica para os plásticos à base de petróleo, que são muito usados ​​em embalagens. O uso extensivo de plásticos não degradáveis ​​levou a desastres ecológicos como 'The Great Pacific Garbage Patch', que é feito de lixo plástico flutuando no Oceano Pacífico e tem o dobro do tamanho dos Estados Unidos. "