Nome Completo:
Fernanda Andrade Tigre da Costa
Unidade da USP:
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares
Programa de Pós-Graduação:
Tecnologia Nuclear - Materiais
Nível:
Doutorado Direto
Resumo:
Este estudo foi desenvolvido em colaboração entre o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo, Brasil, e a Université Grenoble Alpes (UGA), em Grenoble, França, com o objetivo de contribuir para o desenvolvimento de materiais plásticos mais sustentáveis e eficientes, especialmente voltados para aplicações em embalagens. A pesquisa focou na combinação de dois bioplásticos: o poliácido láctico (PLA), feito a partir de plantas como o milho, e o PBAT, um polímero biodegradável derivado do petróleo, mas que se decompõe mais facilmente que os plásticos convencionais. Embora ambos sejam biodegradáveis, quando misturados diretamente, apresentam limitações como baixa adesão entre eles e propriedades mecânicas insuficientes para certas aplicações. Para superar esses desafios, foi proposta uma abordagem inovadora que combina o uso de radiação gama e nanocelulose obtida de resíduos agrícolas, especificamente das fibras de folhas de abacaxi. Esse tipo de resíduo, muitas vezes descartado ou subutilizado, mostrou-se uma fonte promissora de celulose, com teor de 50,5%, permitindo a extração de nanocristais e nanopartículas de celulose por meio de processos químicos e mecânicos otimizados. Já a radiação gama, uma técnica segura e controlada, já usada em esterilização de equipamentos médicos, gerada por uma fonte de cobalto-60, foi utilizada estrategicamente para modificar a estrutura do PLA, promovendo reações que melhoram a compatibilidade com o PBAT. Os resultados mostraram que doses muito baixas de radiação (equivalentes a menos de 1% do que é usado em esterilização médica) foram suficientes para tornar a blenda mais resistente e flexível, ou seja, mais adequada para uso prático em sacolas, filmes ou recipientes. Essa melhora ocorreu sem comprometer a capacidade do material de se decompor na natureza. Além disso, ao usar nanocelulose obtida de folhas de abacaxi, a pesquisa contribui para a valorização de resíduos agroindustriais, gerando novas oportunidades econômicas em regiões produtoras de frutas e reduzindo o desperdício. Apesar de a adição de nanocelulose não ter melhorado significativamente as propriedades mecânicas nas blendas já degradadas por altas doses de radiação, ela contribuiu para aumentar a cristalinidade e a estabilidade térmica nas blendas não irradiadas, reforçando seu potencial como aditivo natural e renovável. Em termos de impacto social, os achados abrem caminho para a produção de embalagens biodegradáveis com desempenho técnico comparável ao dos plásticos convencionais, mas com menor pegada ambiental. Além disso, o aproveitamento de resíduos agrícolas, como as folhas de abacaxi, pode gerar novas oportunidades econômicas para pequenos produtores e cooperativas rurais, promovendo a economia circular. A metodologia também reforça a importância de estratégias baseadas em tecnologias consolidadas, como a irradiação, que já é utilizada com segurança em diversas áreas, como a esterilização de equipamentos médicos e a conservação de alimentos. Assim, esta pesquisa não apenas avança no conhecimento científico dos materiais poliméricos sustentáveis, mas também oferece soluções práticas e escaláveis para enfrentar dois dos maiores desafios atuais: a poluição por plásticos e o desperdício de biomassa vegetal.