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Pesquisadores europeus estudam celulose de cânhamo para uso em géis de alta tecnologia

fibra de cânhamo

Os aerogéis produzidos a partir da celulose extraída do cânhamo são tão eficazes quanto os obtidos da celulose industrial

Pesquisadores alemães e franceses estudam novas maneiras de extrair celulose de fibras de cânhamo usadas para fazer aerogéis, materiais de alta tecnologia que têm uma ampla gama de usos industriais

imagem de microscópio eletrônico de varredura de um grânulo de aerogel da superfície externa e interna da celulose extraída do cânhamo
Capturas de microscopia eletrônica de varredura de um grânulo de aerogel de celulose extraída do cânhamo. (Centro Aeroespacial Alemão)

Embora os aerogéis tenham sido historicamente feitos de materiais inorgânicos altamente poluentes, como sílica ou alumina, a pesquisa visa avançar seu desenvolvimento a partir de polímeros orgânicos e carbono mais ecológicos.

“Isso abre as portas para o uso de fibras de cânhamo usadas como principal fonte de celulose para esses materiais, que podem ser extraídos em condições brandas, usando reagentes baratos e seguros”, disse declarado Diogo Costa, bolsista do Programa Doutoral Industrial Europeu Marie Skłodowska-Curie, que está pesquisando este material como parte de seu estudo mais amplo sobre economias de base biológica e circulares.

A pesquisa de Costa é financiada por uma bolsa do Biobased Value Circle (BVC), um consórcio formado por quatro universidades europeias, um instituto de pesquisa e nove empresas europeias.
O que são aerogéis?

Inventados na década de 1930, os aerogéis, cujo conteúdo líquido é substituído por ar, têm recebido crescente atenção nos últimos 20 anos por sua aplicação em eletrodos de supercapacitores, ultracapacitores, baterias e dessalinização, como material isolante de alta temperatura e como catalisador para nanotubos de carbono e outros materiais. Forte e poroso, o material oferece o principal benefício de baixa condutividade térmica, transferência de calor.

A NASA usa aerogéis para o isolamento de veículos de lançamento e ônibus espaciais, equipamentos de suporte à vida, bancos de testes de motores de foguetes e para o isolamento das mãos e pés dos astronautas. As aplicações comerciais incluem isolamento de tubos, construção, aparelhos e equipamentos de refrigeração e automóveis, bem como aplicações de consumo, como roupas.

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As pesquisas até agora mostraram que os aerogéis feitos de celulose extraída do cânhamo na forma de contas, folhas e monólitos cilíndricos são tão eficazes quanto os feitos de celulose industrial comercial, segundo Costa.

da esquerda para a direita folha de contas de aerogel de celulose e monólito
(Da esquerda para a direita) Grânulo de aerogel de celulose, folha e monólito. (Centro Aeroespacial Alemão)

A celulose, que compõe de 65 a 75 por cento da composição bioquímica das fibras de cânhamo, é de particular interesse devido à sua abundância, biocompatibilidade e porque pode ser obtida a partir de resíduos, disse Costa.

“Este novo conjunto de materiais abrirá novas oportunidades de crescimento para negócios baseados no cânhamo e pode criar novos e melhores empregos nas comunidades rurais, ao mesmo tempo em que oferece os conhecidos benefícios ambientais do cânhamo”, disse ele. “Os aerogéis se tornarão um mercado cada vez maior e interessante no qual a indústria do cânhamo pode participar, desde produtores que desejam lucrar com seus resíduos, até novos setores, novas empresas e investidores. »

De acordo com o pesquisador Future Market Insights de Nova York, o mercado de aerogel vale cerca de US$ 1 bilhão e deve crescer 17% ao ano até 2030.

A pesquisa do Dr. Costa, que se concentra no desenvolvimento de produtos e considerações da cadeia de suprimentos, é realizada em cooperação com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR), com sede em Colônia, que desenvolve materiais para substituir os atuais isolantes térmicos à base de petróleo, e com a jovem empresa KEEY Airgel, localizada em Habsheim, França, ambas membros do consórcio BVC.

Além de explorar o potencial das fibras de cânhamo de baixo teor do processamento do caule como base para a nova classe de aerogéis de base biológica não poluentes, o Sr. Costa também está explorando como aumentar a produção e levar esses produtos ao mercado, o que, ele diz, é um grande desafio.

“Os métodos atuais de desenvolvimento de aerogéis à base de celulose de cânhamo ainda consomem tempo”, disse Costa. “Sua escala deve ser otimizada e muitos outros fatores devem ser levados em consideração, incluindo resistência à umidade, atividade microbiana e combustão”, acrescentou.

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Aliviar as cadeias de suprimentos e reduzir a dependência de matérias-primas importadas do exterior são os principais desafios abordados nas políticas europeias mais amplas destinadas a promover modelos de negócios circulares e de base biológica, o contexto mais amplo da pesquisa de Costa.

Com a designação do cânhamo pela UE como "cultura essencial" no âmbito da Política Agrícola Comum (PAC) da União, e atendendo aos ambiciosos objectivos ambientais representados pelo "Green Deal" europeu, o projecto de Costa enquadra-se perfeitamente na estratégia da União para desenvolver estas alternativas económicas modelos.

“A valorização de culturas como o cânhamo, linho, milho e trigo, bem como os respetivos resíduos, é uma das principais alternativas em investigação na UE”, disse Costa.

No âmbito do Pacto Ecológico Europeu e da Estratégia Europeia de Bioeconomia, a UE deverá atualizar a legislação e os rótulos dedicados aos produtos de base biológica e lançar uma plataforma de investimento temática circular de 100 milhões de euros, entre outras atividades destinadas a mobilizar as partes interessadas que representam o meio académico, a indústria e sociedade, observou o Sr. Costa.

Além disso, a UE investiu € 3,7 bilhões em projetos de pesquisa e inovação em bioeconomia nos últimos sete anos, e esse investimento deverá aumentar para € 10 bilhões até 2030 no Horizonte Europa, um programa-chave de financiamento de pesquisa e inovação que visa enfrentar os desafios climáticos.

As empresas que participam do consórcio Biobased Value Circle contratam ou hospedam estudantes de doutorado para estágios de longa duração como parte de um programa para treinar uma nova geração de pesquisadores para apoiar o desenvolvimento de produtos biobaseados inovadores que podem levar a economias mais sustentáveis.


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O autor weedmaster

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