Papel hidrofóbico promete embalagens que nunca se molham

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2024

As nanofibras de celulose foram funcionalizadas com peptídeos e flúor.
[Imagem: Politecnico di Milano]

Papel à prova d'água

Que tal um papel hidrorrepelente, um papel que nunca se molhe e menos ainda se encharque? Isso permitiria a criação de embalagens que mantenham os produtos mais protegidos e uma série de outros usos, incluindo dispositivos biomédicos biocompatíveis.

Alessandro Marchetti e colegas do Instituto Politécnico de Milão, na Itália, resolveram encarar o desafio explorando as propriedades mecânicas e a resistência à água das nanofibras de celulose, que vêm sendo exploradas para uma infinidade de aplicações de alta tecnologia, da impressão em 3D de objetos de madeira e músculos artificiais que levantam carros até materiais para dissipar calor dos computadores.

As nanofibras de celulose - ou nanocelulose - são fibras naturais derivadas da madeira, uma fonte renovável e biodegradável, diferindo do material que abastece a indústria do papel apenas pelas suas dimensões - a madeira é triturada até criar fibras em escala nanométrica, gerando um material conhecido por sua resistência e versatilidade.

Para produzir um papel hidrorrepelente sustentável e de alto desempenho, a equipe adotou uma abordagem supramolecular, neste caso combinando cadeias curtas de proteínas (sequências peptídicas) que não modificam quimicamente as nanofibras de celulose.

"Nossa abordagem supramolecular envolveu adicionar pequenas sequências de peptídeos, que se ligam às nanofibras e, assim, melhoram seu desempenho mecânico e resistência à água," detalhou a pesquisadora Elisa Marelli. "Os resultados do estudo mostraram que mesmo quantidades mínimas de peptídeos (menos de 0,1%) podem aumentar significativamente as propriedades mecânicas dos materiais híbridos produzidos, dando-lhes maior resistência ao estresse."

Visão do papel hidrorrepelente por microscopia.
[Imagem: Alessandro Marchetti et al. - 10.1039/D4TB01359J]

Papel hidrofóbico

O material resultante já não se encharcava na água, mas criar um papel verdadeiramente hidrofóbico exigia mais.

Para isso, a equipe adicionou átomos de flúor nas sequências de peptídeos. Isso tornou possível criar um filme hidrofóbico estruturado no material, proporcionando ainda maior resistência à água, preservando suas características biocompatíveis e sustentáveis.

"Este avanço abre novas oportunidades para a criação de biomateriais que possam competir com materiais derivados do petróleo em termos de desempenho, alcançando a mesma qualidade e eficiência, ao mesmo tempo em que reduzem o impacto ambiental. Estes materiais híbridos são muito adequados para embalagens sustentáveis, onde a resistência à umidade é vital, e também para uso em dispositivos biomédicos, graças à sua biocompatibilidade," disse Pierangelo Metrangolo, membro da equipe.

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