Película oriunda da madeira mantém óculos e para-brisas limpos

Pesquisadores desenvolveram uma maneira de transformar um resíduo de madeira em um filme transparente de base biológica que pode ser usado para revestimentos antiembaçantes ou antirreflexos em vidros ou janelas de veículos. Além de oferecer uma alternativa aos materiais sintéticos tóxicos que são usados atualmente, essa abordagem transforma um resíduo em um valioso sumidouro de carbono.

O estudo foi publicado no periódico científico Chemical Engineering Journal e foi realizado como parte do FinnCERES, considerado o principal centro de pesquisa em bioeconomia de materiais da Academia da Finlândia.

A lignina é um resíduo abundante na produção de papel e celulose que é muito difícil de processar, por isso geralmente é queimada para produzir calor. Criar nanopartículas de lignina para usar em revestimentos antiembaçantes não é uma ideia nova, mas os cientistas ainda não conseguiram transformá-las em filmes transparentes.

“Os revestimentos ópticos precisam ser transparentes, mas até o presente momento, até mesmo filmes de partículas de lignina bastante finos são visíveis. Sabíamos que partículas pequenas parecem menos turvas, então eu queria ver se era possível fazer filmes de partículas invisíveis empurrando o tamanho das partículas ao mínimo”, disse Alexander Henn, doutorando e principal autor do estudo.

A equipe usou lignina acetilada e desenvolveu uma maneira aprimorada de esterificá-la em uma reação que leva apenas alguns minutos e acontece na temperatura relativamente baixa de 60°C.

“As partículas de lignina que fiz a partir da lignina acetilada tinham propriedades bastante surpreendentes, o que tornou o resto deste estudo muito interessante. A possibilidade de fazer filmes fotônicos, por exemplo, foi uma surpresa total”, disse Henn.

Além de revestimentos antiembaçantes e antirreflexos, a nova abordagem também pode fazer filmes coloridos a partir de nanopartículas de lignina. Controlando a espessura do revestimento e usando filmes multicamadas, a equipe criou materiais com diferentes cores estruturais.

“Os esforços de Sahar Babaeipour [coautor do estudo] foram fundamentais para controlar as propriedades fotônicas das partículas”, diz Henn, acrescentando que os pesquisadores Paula Nousiainen e Kristoffer Meinander trouxeram experiência em química de lignina e fenômenos fotônicos, respectivamente, ajudando a equipe a entender seus resultados e usá-los de forma eficaz.

De acordo com o estudo de viabilidade da equipe, a facilidade da reação e seu alto rendimento significam que ela poderia ser escalada de forma lucrativa para níveis industriais. “Os produtos à base de lignina podem ser comercialmente valiosos e, simultaneamente, atuar como sumidouros de carbono, ajudando a aliviar a atual dependência de combustíveis fósseis e reduzir as  emissões de dióxido de carbono“, diz a professora Monika Österberg. “Usos de alto valor agregado como esse são importantes para impulsionar a valorização da lignina e nos afastar de seu uso apenas como combustível.”

Henn salienta que o estudo se beneficiou por ter perspectivas que o levaram para além da bancada do laboratório. “O trabalho em equipe foi uma parte importante para tornar este estudo impactante. Conseguimos incluir a análise técnica e econômica com a ajuda da professora Pekka Oinas e da doutoranda Susanna Forssell”, disse ele.

Informação adicional: Karl Alexander Henn et al. Transparent lignin nanoparticles for superhydrophilic antifogging coatings and photonic films, Chemical Engineering Journal (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.145965

Informação do periódico: Chemical Engineering Journal

Fonte: Aalto University

Artigo original (em inglês) publicado pela Universidade Aalto na Phys.Org.