Pesquisadores descobrem que estruturas vegetais são rígidas como o aço

Estudos e pesquisas recentes indicaram que o grafeno seria o material do futuro. Porém, uma nova descoberta dos cientistas da Purdue University, nos Estados Unidos, pode colocar mais um concorrente na lista de materiais do novo milênio.

A grande descoberta da equipe de pesquisadores é que os minúsculos cristais de celulose que constituem árvores e plantas são tão rígidos quanto o aço. Cálculos utilizando modelos precisos baseados na estrutura atômica da celulose mostraram que esses cristais podem aguentar até 206 gigapascals, o que nos permite compará-los ao aço.

“Esse é uma material que está revelando propriedades realmente incríveis. É abundante, renovável e é um dos resíduos da indústria do papel”, explica Pablo D. Zavattieri, professor de Engenharia Civil na instituição americana.

Pequenas estruturas

Fonte da imagem: Reprodução/Purdue University

O fato de estruturas vegetais terem a mesma resistência de uma liga metálica já é suficientemente surpreendente. Mas, além disso, precisamos levar em consideração que as estruturas têm um tamanho extremamente reduzido.

As análises mostraram que cristais de 3 nanômetros de largura por 500 nanômetros de comprimento apresentaram uma rigidez de 206 gigapascals. Mas o que isso significa?

De acordo com Zavattieri, essas medidas representam uma estrutura que se iguala a 1/1.000 do tamanho de um grão de areia. “É muito difícil medir as propriedades desses cristais empiricamente porque eles são realmente minúsculos, (...) o que faz deles muito pequenos para serem estudados com microscópios e dificulta a medição com instrumentos de laboratório”, ressalta o pesquisador.

Ainda, sabemos que um giga corresponde a um bilhão, sendo que o pascal representa uma unidade de pressão aplicada em um metro quadrado, conforme o Sistema Internacional de Unidades. Agora basta juntar tudo isso e multiplicar por 206 para perceber que a estrutura realmente pode ser muito mais rígida do que poderíamos imaginar.

Possíveis aplicações

Fonte da imagem: Reprodução/Purdue University

Os cientistas fazem questão de lembrar que o estudo está em fase inicial e que ainda é preciso encontrar as estruturas perfeitas dos nanocristais de celulose. Mesmo assim, o futuro da pesquisa parece promissor.

Se o estudo avançar conforme o esperado, acredita-se que os cristais poderão criar uma nova classe de biomateriais com inúmeras aplicações, que vão desde fortalecer e modificar materiais de construção (como plástico e concreto) até construir componentes automotivos.

Outra boa notícia é que os nanocristais de celulose podem ser retirados e refinados a partir de árvores e outras plantas. Isso representa uma infinidade de fontes renováveis, como algas, tunicatas e bactérias que produzem celulose. A equipe também antecipa que os resíduos de celulose dispensados pela indústria do papel e do biocombustível também poderiam servir como uma fonte abundante e de baixo custo.