CNPEM cria processo para produzir nanocelulose a partir de bagaço de cana

Uma nova pesquisa de iniciação científica do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) apresenta um avanço importante para a produção em larga escala de nanocelulose, uma versão ultrafina da fibra natural das plantas. O material tecnológico sustentável tem aplicações que vão da indústria de embalagens à biomedicina.

A pesquisa, do bolsista Fapesp no CNPEM e estudante de Química da Unicamp Pedro Alonso, descreve um processo simplificado para obter nanofibrilas de celulose oxidadas (TOCNFs) diretamente do bagaço de cana-de-açúcar.

Diferentemente dos métodos tradicionais, que exigem múltiplas etapas químicas e alto consumo de energia, a nova abordagem viabiliza a oxidação diretamente na biomassa, reduz a necessidade de tratamentos mecânicos intensivos e simplifica o processo produtivo.

Ao demonstrar um processo mais simples, eficiente e escalável, o estudo abre caminho para transformar resíduos agrícolas em produtos de alto valor agregado, contribuindo para a bioeconomia e a transição para materiais sustentáveis.

“Trata-se de um nanomaterial com propriedades mecânicas muito interessantes, leve e com baixa toxicidade, o que permite aplicações em diferentes áreas, como construção civil e indústria alimentícia. Uma das vantagens é substituir os polímeros derivados de petróleo. Ainda há limitações regulatórias no Brasil, mas o material já vem sendo estudado e aplicado em outros países”, disse a pesquisadora do CNPEM Juliana da Silva Bernardes, orientadora do estudo.

Além disso, Juliana também ressaltou que o diferencial do trabalho foi simplificar o processo de produção.

Durante a produção é possível ampliar a escala em até 500 vezes, saindo de laboratório para escala piloto, utilizando um processo mais simples. O método também garantiu alto rendimento à celulose (cerca de 91%), nanofibrilas com dimensões nanométricas e alta estabilidade coloidal, e propriedades adequadas para aplicações industriais.

Nanotecnologia, nanociência e nanocelulose

A nanocelulose é um produto direto da nanotecnologia aplicada aos recursos naturais. Ela é a menor unidade de biomassa conhecida, consistindo em estruturas de celulose com pelo menos uma dimensão na escala nanométrica. É o ponto de encontro perfeito entre a engenharia de materiais, biotecnologia e sustentabilidade.

• A nanociência é o estudo dos fenômenos e manipulação de materiais em escala atômica, onde as propriedades são significativamente diferentes em maior escala.
• Já a nanotecnologia é o desing, caracterização, criação, manipulação e aplicação de estruturas e sistemas com controle da forma e tamanho em escala nanométrica.
• A nanocelulose são partículas minúsculas que chegam a ter a espessura até dez mil vezes menor do que um fio de cabelo. São as nanopartículas de celulose, partes extremamente pequenas de matéria vegetal que têm se revelado como um dos maiores avanços tecnológicos.

A nanocelulose é uma aliança entre nanotecnologia, biotecnologia e matéria-prima renovável. Os poderes da nanocelulose são decorrentes de uma combinação única de propriedades físicas, químicas e biológicas.

Do resíduo ao material avançado

Os materiais de nanocelulose podem ser aplicados em embalagens sustentáveis, compósitos leves e resistentes, dispositivos eletrônicos, sistemas de liberação de fármacos e remediação ambiental. No entanto, a adoção em larga escala ainda é limitada pela dificuldade de produção industrial, desafio que a pesquisa busca superar.