Espuma feita a partir de materiais naturais mostra eficiência na absorção de óleos e solventes

Publicado em 03/12/2020
Assessoria de Comunicação em 03/12/2020

 

Composto inovador de nanofibras de celulose e látex de borracha natural desenvolvido no Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais (CNPEM) é assunto de capa da revista ACS Applied Nano Materials.

 

Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) desenvolveram um processo 100% verde para produção de um tipo de espuma que pode ser muito útil em tarefas de descontaminação de poluentes em água.

O material, obtido a partir da combinação de fibrilas de nanocelulose e látex de borracha natural, demonstrou excelente capacidade de absorção de diversos tipos de óleos e solventes orgânicos. O artigo científico com detalhes dos experimentos será assunto de capa da revista ACS Applied Nano Materials do mês de novembro de 2020.

O processo de produção da espuma chama a atenção porque não usa nenhum produto derivado de petróleo, somente materiais naturais abundantes na natureza e água como solvente.

A pesquisadora Rubia Figueredo Gouveia, que coordena o estudo, explica que a nanocelulose sozinha não tem uma eficiente afinidade para absorver os poluentes analisados e ainda tem uma estrutura frágil, que se desfaz com muita facilidade em contato com água. “A combinação com o látex de borracha natural é que dá a robustez necessária para a estruturação 3D do material e a capacidade de absorver os poluentes”.

Eficiência patenteada

A inovação, já com depósito de patente feito pelo CNPEM, tem diversas possibilidades de aplicação em filtros e processos de remediação do meio ambiente, demonstrou ter alcançado características ideais de porosidade e robustez da estrutura.  Além do evidente diferencial no aproveitamento de biomassas renováveis e abundantes na fabricação, a espuma apresentou capacidade de absorver volumes de poluentes até 50 vezes superiores à sua massa, mesmo os mais viscosos. Testes também demonstraram que a espuma mantém elevados níveis de eficiência de absorção mesmo após 20 ciclos de reutilização, além da rápida taxa de absorção, de 1s a 10s.

 

Figura 1. Capacidade de absorção das espumas de nanocelulose e látex de borracha natural para diversos solventes orgânicos e óleos

O processo em microtomografias 3D

O processo de obtenção da espuma é relativamente simples e rápido. Os compostos sólidos (nanocelulose e látex de borracha natural) representam apenas 2% da composição da mistura dispersa em água. De acordo com a pesquisadora Rubia Figueredo Gouveia, esse percentual de 98% de água é fundamental para a obtenção da estrutura porosa da espuma, que se consolida após etapas de congelamento e liofilização do composto.

Imagens de microtomografia 3D e microscopia eletrônica de varredura obtidas nos laboratórios do CNPEM revelam os detalhes que fazem a diferença e demonstram as razões da eficiência na afinidade entre os materiais. “As fibrilas de nanocelulose se agrupam em uma estrutura 3D e, depois de recobertas e aderidas pelo látex, acabam se reorganizando em uma estrutura porosa mais robusta, que se interconectam e contribuem tanto para a robustez e estabilidade do material quanto para uma maior absorção dos poluentes”, destaca a pesquisadora.

Figura 2. Imagem 3D de microtomografia (esquerda) e microscopia eletrônica de varredura (direita)

 

Sobre o CNPEM

Ambiente de pesquisa e desenvolvimento sofisticado e efervescente, único no País e presente em poucos polos científicos no mundo, o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações (MCTI).

O Centro é constituído por quatro Laboratórios Nacionais e é berço do mais complexo projeto da ciência brasileira – o Sirius – uma das mais avançadas fontes de luz síncrotron do mundo.

O CNPEM reúne equipes multitemáticas altamente especializadas, infraestruturas laboratoriais mundialmente competitivas e abertas à comunidade científica, linhas de pesquisa em áreas estratégicas, projetos inovadores em parcerias com o setor produtivo e ações de treinamento para pesquisadores e estudantes.

O Centro constitui um ambiente movido pela busca de soluções com impacto nas áreas de saúde, energia, meio ambiente, novos materiais, entre outras.

As competências singulares e complementares presentes no CNPEM impulsionam pesquisas e desenvolvimentos nas áreas de luz síncrotron; engenharia de aceleradores; descoberta de novos medicamentos, inclusive a partir de espécies vegetais da biodiversidade brasileira; mecanismos moleculares envolvidos no surgimento e na progressão do câncer, doenças cardíacas e do neurodesenvolvimento; nanopartículas funcionalizadas para combate de bactérias, vírus, câncer; novos sensores e dispositivos nanoestruturados para os setores de óleo e gás e saúde; soluções biotecnológicas para o desenvolvimento sustentável de biocombustíveis avançados, bioquímicos e biomateriais.