Notícia

Nanomateriais de base biológica com propriedades personalizadas contribuem para a sustentabilidade

Niklas Björling

Fonte

Universidade de Estocolmo

Data

terça-feira, 1 outubro 2019 10:35

Áreas

Nanotecnologia. Biomateriais. Manufatura Aditiva. Sustentabilidade.

O que parece um pedaço de papel branco redondo é de fato uma membrana de nanocelulose, que demonstrou ter propriedades únicas para purificar as águas residuais da indústria de mineração. A membrana é um dos nanomateriais de base biológica que a professora Dra. Aji Mathew e sua equipe de pesquisa do Departamento de Materiais e Química Ambiental da Universidade de Estocolmo, na Suécia, projetaram e construíram do zero. “Tivemos resultados muito bons ao testar o material de filtro para a água da indústria de mineração na Suécia e a indústria de espelhos do sul da Europa”, diz a professora Aji Mathew.

Separação da água efluente da mineração

A água efluente da indústria de mineração contém metais, como cobre e prata. Com a nanocelulose, é possível separar uma proporção maior de metais da água do que hoje. Outro benefício é que os metais separados e o material do filtro podem ser reciclados e recuperados”, diz a Dra. Aji Mathew. “No momento, estamos desenvolvendo alguns novos conceitos para nanomembranas que permitem uma circularidade ou melhoria dos recursos naturais e, portanto, atendem às crescentes demandas atuais de sustentabilidade ambiental”.

A nanomembrana, que foi originalmente desenvolvida dentro de um projeto anterior da União Europeia, agora está sendo melhorada na Universidade de Estocolmo.

Foco em nanomateriais funcionais de base biológica

A Dra. Aji Mathew trabalha com nanocelulose há quase duas décadas. Desde 2015, ela lidera um grupo de pesquisa na Universidade de Estocolmo com foco em nanomateriais funcionais de base biológica, ou seja, materiais feitos sob medida para cumprir uma função mecânica, química ou biológica específica.

“Começamos produzindo nanocelulose a partir de matérias-primas de base biológica. A partir desses blocos de construção de tamanho nano, somos capazes de construir materiais funcionais a serem usados ​​em várias áreas, como purificação de água, catálise e aplicações biomédicas ”, explica a especialista.

O grande interesse pela nanocelulose, tanto na academia quanto na indústria, está ligado à estrutura física porosa do material. Embora invisíveis a olho nu, os materiais à base de nanocelulose são perfurados por um número incrível de pequenas cavidades – algumas com apenas alguns nanômetros de diâmetro, ou seja, alguns milionésimos de milímetro. O tamanho e a posição dessas cavidades podem ser modificados durante a fabricação, o que abre possibilidades para a professora Aji Mathew e outros pesquisadores melhorarem gradualmente as propriedades do material.

Regenerando partes do corpo danificadas

A biomedicina é uma área de interesse particular para a Dra. Aji Mathew. No futuro, ela espera que a nanocelulose ajude a regenerar partes do corpo danificadas. “A estrutura porosa se assemelha ao osso ou cartilagem. Em um de nossos projetos, tentamos modificar as propriedades mecânicas e a estrutura dos poros dos materiais à base de nanocelulose para imitar o máximo possível o tecido corporal” ”, destaca a Dra. Aji Mathew.

Começando com um composto  de nanocelulose e um polímero de base biológica – os pesquisadores constroem uma estrutura (scaffold). Aqui, a impressora 3D se tornou uma ferramenta cada vez mais importante. “Nos últimos anos, usamos uma impressora 3D para melhorar a produção da estrutura subjacente. A impressora nos ajudou a criar um material composto à base de nanocelulose com as propriedades exatas que queremos ”, explica a professora

Minimizando o impacto ambiental

Novos materiais funcionais baseados em nanocelulose podem ajudar a minimizar o impacto ambiental. Além disso, o material é degradável e renovável – o grupo de pesquisa da Dra. Aji Mathew geralmente usa produtos residuais da silvicultura e da indústria de alimentos. A longo prazo, a pesquisa na Universidade de Estocolmo contribuirá para o aumento da sustentabilidade na sociedade.

“Nosso objetivo é produzir materiais com funções únicas que também sejam baseadas em biomas e ambientalmente sustentáveis”, conclui a Dra. Aji Mathew.

Acesse a notícia na página da Universidade de Estocolmo (em inglês).

Fonte: Henrik Lundström, Universidade de Estocolmo. Imagem: Niklas Björling.

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