Pesquisadores desenvolvem estratégias para solubilização da celulose - Fiep - Boletins Setoriais - Biotecnologia

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Material natural mais abundante na Terra e usado como matéria-prima para fabricação de papel, a celulose tem sido subutilizada como insumo em processos químicos. Uma das razões para isso é que muitas das aplicações químicas do material envolvem sua dissolução, mas o polímero é insolúvel em água e em muitos solventes orgânicos (substâncias solubilizantes).

A fim de tentar romper essa barreira, Björn Lindman, professor do Departamento de Físico-Química da Lund University, na Suécia, tem se dedicado nos últimos anos a desenvolver estratégias que possibilitem a solubilização (capacidade de uma substância se dissolver em outra) da celulose. De acordo com o pesquisador, uma das explicações para a insolubilidade da celulose na água é a capacidade do polímero formar muitas e fortes ligações de hidrogênio intra e intermoleculares. Assim, a chave para a solução desse problema seria identificar um solvente que possa destruir as ligações de hidrogênio entre cadeias na celulose.

Ao estudar as interações intermoleculares da celulose e os mecanismos de dissolução do polímero, o pesquisador, em colaboração com colegas da Universidade de Algarve, em Portugal, observou que a celulose apresenta uma parte que se dissolve e outra que não se dissolve em água.

"Constatamos que as interações hidrofóbicas da celulose desempenham um papel significativo na estrutura cristalina e são importantes para explicar a baixa solubilidade aquosa do material", disse Lindman.

A partir de análises da estrutura de cristais de celulose, os pesquisadores verificaram que há uma formação de fitas bastante planas no material, com lados que se diferem acentuadamente em sua polaridade. Os lados hidrofóbicos teriam uma grande tendência de se manterem uns nos outros em um ambiente aquoso, contribuindo para a baixa solubilidade da celulose.

Com base nessas constatações, a investigação estimou que a solubilidade da celulose seria facilitada em solventes que também são anfifílicos, ou seja, têm partes polares e não polares, como eletrólitos com um íon altamente polarizável e N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO). Compostos cossolutos (que também se dissolvem), como a ureia e seus derivados e o polietilenoglicol, que têm a tendência de enfraquecer interações hidrofílicas, e outros surfactantes (substâncias anfifílicas) também podem contribuir para promover a solubilidade aquosa da celulose, estimaram os pesquisadores.

"Essas descobertas abriram as portas para o desenvolvimento de estratégias para dissolução da celulose diferentes das baseadas em quebrar as pontes de hidrogênio para induzir ou aumentar a solubilidade do material", disse Lindman.

Com informações da Agência FAPESP.