Método verde revoluciona tratamento de resíduos da indústria de papel
Pesquisadores da Unesp e UFSCar desenvolveram um método verde para criar nanopartículas de lignina kraft utilizando ácido acético, com o objetivo de reduzir microplásticos, melhorar a proteção UV e explorar aplicações em biorrefinarias, focando também na biodegradabilidade e no desempenho estrutural dos materiais.
Pesquisadores da Unesp e UFSCar desenvolveram um método sustentável para fracionar lignina kraft, usando ácido acético. Este processo gera nanopartículas com propriedades inovadoras, como proteção UV, e busca reduzir a emissão de microplásticos.
Uso do ácido acético na lignina kraft
Pesquisadores da Unesp e UFSCar utilizaram ácido acético, componente do vinagre, como solvente verde para fracionar a lignina kraft, um resíduo abundante da indústria de papel e celulose. Este método inovador visa adicionar valor a esse subproduto, transformando-o em materiais úteis.
A escolha do ácido acético se deve ao seu baixo custo e à possibilidade de produção a partir de resíduos, além de ser seguro e biodegradável. Comparado a outros solventes como metanol e acetato de etila, o ácido acético é uma alternativa mais sustentável e acessível.
Jessica Rodrigues, engenheira química da UFSCar, explica que o ácido acético já é utilizado na extração de lignina organosolv, o que inspirou a aplicação na lignina kraft (Agência FAPESP). A pesquisa demonstrou que diferentes concentrações de ácido acético permitem obter frações de lignina com propriedades específicas, ampliando suas possíveis aplicações.
Propriedades inovadoras das nanopartículas
O uso do ácido acético no fracionamento da lignina kraft resultou em nanopartículas com propriedades inovadoras.
Ao ajustar as concentrações de ácido acético, os pesquisadores conseguiram criar frações de lignina com características distintas, como diferentes grupos hidroxila (OH) fenólicos e alifáticos.
Esses grupos hidroxila são fundamentais para determinar as propriedades das nanopartículas. Por exemplo, uma alta concentração de OH fenólico confere às nanopartículas uma capacidade de proteção UV, tornando-as adequadas para o desenvolvimento de protetores solares naturais.
Já as frações ricas em OH alifático resultam em partículas menores, que podem ser utilizadas em outras aplicações tecnológicas.
Além disso, as nanopartículas desenvolvidas apresentam potencial para encapsular ativos, formando uma cápsula protetora ao redor de substâncias sensíveis.
Isso é particularmente útil em aplicações agrícolas, onde a proteção de fertilizantes e pesticidas pode aumentar a eficiência e reduzir a liberação de microplásticos no ambiente.
Impacto ambiental e redução de microplásticos
O desenvolvimento de nanopartículas a partir da lignina kraft tem um impacto ambiental positivo, especialmente na redução de microplásticos.
Ao utilizar um solvente verde como o ácido acético, os pesquisadores visam diminuir a dependência de materiais sintéticos que contribuem para a poluição ambiental.
Essas nanopartículas biodegradáveis oferecem uma alternativa sustentável aos microplásticos comumente usados em produtos agrícolas, como fertilizantes e herbicidas.
Quando aplicados em larga escala, esses produtos podem liberar microplásticos no solo e na água, causando danos ecológicos significativos.
Além disso, o grupo de pesquisa está investigando a biodegradação das nanopartículas em diferentes ambientes, buscando comprovar sua capacidade de se decompor sem deixar resíduos prejudiciais.
Essa abordagem não apenas mitiga o impacto ambiental, mas também promove a sustentabilidade na agricultura e em outras indústrias.
Detalhes da patente e colaborações científicas
A patente do método verde para fracionar lignina kraft foi requirida no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) sob o número BR 10 2024 0201817.
Além de Jessica Rodrigues, a patente envolve outros quatro pesquisadores: Leonardo Fraceto, Vagner Botaro, Amanda de Sousa Martinez de Freitas e Marystela Ferreira. O trabalho é apoiado pela FAPESP por meio de vários projetos, demonstrando a colaboração entre diferentes instituições e áreas de pesquisa.
As colaborações científicas não se limitam ao desenvolvimento da patente. O grupo publicou artigos em periódicos internacionais, explorando diversas aplicações das frações de lignina e suas nanopartículas. Essas publicações destacam a importância da pesquisa colaborativa na inovação tecnológica e no avanço da ciência.
Estudos sobre biodegradação e estabilidade
Os pesquisadores estão conduzindo estudos sobre biodegradação para verificar como as nanopartículas de lignina kraft se comportam no ambiente. O objetivo é garantir que elas sejam biodegradáveis e não contribuam para a poluição por microplásticos, um problema crescente na agricultura e em outras indústrias.
A equipe está desenvolvendo protocolos específicos para testar a biodegradabilidade das nanopartículas em solo e água. Esses testes são essenciais para comprovar que as partículas se decompõem de forma segura, sem liberar resíduos nocivos no meio ambiente.
Além disso, a estabilidade das nanopartículas é avaliada para assegurar que mantenham suas propriedades durante o uso. A relação entre estabilidade e biodegradação é um foco importante da pesquisa, buscando um equilíbrio que permita aplicações eficazes e sustentáveis.
Aplicações potenciais em biorrefinaria
As nanopartículas de lignina kraft apresentam aplicações potenciais em biorrefinaria, um campo que busca converter biomassa em produtos valiosos.
A versatilidade das nanopartículas permite seu uso em diversas indústrias, ampliando as possibilidades de aproveitamento de resíduos.
Na agricultura, essas nanopartículas podem atuar como veículos para a liberação controlada de fertilizantes e pesticidas, melhorando a eficiência e minimizando impactos ambientais.
Além disso, sua capacidade de proteção UV as torna ideais para o desenvolvimento de revestimentos e embalagens sustentáveis.
As propriedades únicas das nanopartículas também abrem caminho para aplicações em materiais avançados, como compósitos e adesivos, onde podem melhorar a resistência e a durabilidade.
A pesquisa contínua busca explorar essas possibilidades, demonstrando o valor agregado que a biorrefinaria pode oferecer.
Avanços na pesquisa e publicações científicas
Os avanços na pesquisa sobre o uso de nanopartículas de lignina kraft têm gerado diversas publicações científicas, destacando as descobertas e inovações alcançadas pela equipe de pesquisadores. Esses estudos são fundamentais para validar a eficácia e as aplicações das nanopartículas desenvolvidas.
O primeiro artigo submetido aborda a patente do método verde, detalhando o processo e suas implicações.
Outros artigos exploram o uso das frações de lignina como estabilizantes para nanopartículas biodegradáveis, testando sua eficácia no controle de plantas daninhas e na liberação de fertilizantes no solo.
Essas publicações em periódicos de impacto internacional não apenas disseminam o conhecimento gerado, mas também reforçam a colaboração científica e a importância das inovações sustentáveis.
A pesquisa contínua busca expandir as aplicações e compreender melhor as propriedades das nanopartículas, contribuindo para o avanço da ciência e da tecnologia.
