A poluição plástica, os materiais biodegradáveis e a produção sustentável estão a tornar-se grandes prioridades para os cientistas em todo o mundo, e os investigadores nos Estados Unidos podem ter encontrado uma solução inovadora. Cientistas da Rice College e da College of Houston criaram um novo supermaterial cultivado por bactérias usando celulose bacteriana que é forte, flexível e ecologicamente correta. Publicada na Nature Communications, a pesquisa mostra como as nanofibras de celulose alinhadas podem produzir um materials de alto desempenho capaz de substituir o plástico em embalagens, eletrônicos e manufatura. Os investigadores acreditam que a inovação pode ajudar a reduzir a poluição por microplásticos, ao mesmo tempo que transforma a produção verde, a bioengenharia e o design industrial sustentável em vários setores.
Como os cientistas criaram o novo supermaterial cultivado por bactérias
O principal aspecto da inovação está relacionado à celulose bacteriana, que é um biopolímero pure gerado por determinados tipos de bactérias. Embora a celulose esteja presente nas plantas, a celulose bacteriana é conhecida por ser uma das formas mais puras da natureza. Os cientistas inventaram um biorreator rotativo que ajuda a direcionar o movimento das bactérias em uma determinada direção enquanto gera fibras de celulose.Conforme observado no artigo intitulado ‘Nanomateriais 2D induzidos por fluxo intercalados com celulose bacteriana alinhada,’ o alinhamento aumenta significativamente o desempenho do materials. Especificamente, as folhas artificiais de celulose foram capazes de suportar forças de tração de até 436 megapascais, o que as torna tão fortes quanto metais e vidro, mas ao mesmo tempo leves, flexíveis e transparentes. “As bactérias movem-se em todas as direcções; dizemos-lhes para se moverem numa determinada direcção”, afirmou MASR Saadi, principal autor da investigação. Os cientistas também introduziram nanofolhas de nitreto de boro para aumentar o desempenho do materials. Como resultado, o materials melhorado foi capaz de dissipar o calor três vezes mais rápido do que as tradicionais folhas de celulose.
Por que a celulose bacteriana poderia substituir os plásticos tradicionais
É relatado que os cientistas observaram que os plásticos tradicionais continuam a causar sérios desafios ambientais, uma vez que se decompõem em microplásticos e emitem compostos tóxicos como o BPA e os ftalatos. Em contraste com os plásticos à base de petróleo, a celulose bacteriana é biodegradável e proveniente de fontes naturais.Muhammad Maksud Rahman, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na Universidade de Houston, afirmou que a equipe prevê que “folhas de celulose bacteriana fortes, multifuncionais e ecológicas se tornem onipresentes”.O potencial do materials está sendo percebido pelos pesquisadores devido à sua combinação única de propriedades. É forte como o materials industrial, leve como o plástico e ao mesmo tempo ecológico. Os cientistas acreditam que, no futuro, ele poderá ser usado em embalagens de alimentos, eletrônicos flexíveis, têxteis, sistemas de gerenciamento térmico e dispositivos de armazenamento de energia.A comunidade de investigação international procura cada vez mais substitutos biodegradáveis para os plásticos. Os materiais estruturais de base biológica estão a tornar-se cada vez mais importantes para minimizar a dependência de plásticos de combustíveis fósseis.
Poderiam os supermateriais sustentáveis mudar a produção moderna
Talvez o aspecto mais importante da descoberta seja a sua escalabilidade. Muitas vezes é difícil para os materiais ecológicos passarem dos testes experimentais às aplicações práticas devido aos seus elevados custos de fabricação. Porém, segundo os pesquisadores, esse processo de celulose bacteriana pode ser implementado em apenas uma etapa de fabricação e ampliado para escala industrial.Se por um lado a sustentabilidade do materials é elogiada, por outro lado, têm sido expressas dúvidas quanto à sua viabilidade económica em comparação com plásticos mais baratos à base de petróleo.No entanto, os cientistas estão esperançosos de que esta experiência venha a ser um marco significativo no sentido da produção verde. Em vez de fabricar materiais a partir do petróleo bruto, poderemos ser capazes de produzir materiais no futuro com a ajuda de bactérias.Os plásticos sempre foram a opção preferida dos fabricantes porque são baratos e fáceis de fabricar. Mas parece que o futuro da produção reside no cultivo de supermateriais utilizando bactérias.
