Embrapa faz história com trabalho em nanocristais de celulose, que inspirou até a fundação de uma startup

Luiz Henrique Capparelli Mattoso, reconhecido como um dos cientistas mais influentes do mundo, orientou doutorado que resultou na BioNano

Novembro 24, 2021.

Por Marina Salles

Um em cada mil, isso mesmo que você leu… 1 em cada 1.000 pesquisadores e cientistas sociais terminam sendo altamente citados a ponto de entrar para a lista Higly Cited Research produzida pela Web of Sicience (WoS), uma das maiores bases de dados globais de citações, pertencente à Clarivate Analytics. 

Em 2021, o pesquisador brasileiro Luiz Henrique Capparelli Mattoso, da Embrapa Instrumentação, sediada em São Carlos (SP), — que foi citado mais de 14 mil vezes por seus pares — entrou para a lista. Um feito alcançado somente pelos cientistas mais influentes do mundo.

Em 2021, menos de 6.700, ou cerca de 0,1%, dos pesquisadores a nível global, de 21 campos de pesquisa, tiveram esta oportunidade. Mattoso é destaque na área de Ciências Agrárias e seu estudo mais citado trata dos nanocristais de celulose obtidos a partir de fibras de casca de coco. O material, de altíssima resistência, comparável à do aço, pode ser incorporado a outros insumos, como o plástico, para aumentar sua rigidez.  

O estudo, publicado pelo jornal Carbohydrate Polymers da editora Elsevier e citado 920 vezes, envolve pesquisadores da Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza-CE), do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) e da Universidade Estadual Paulista (Unesp). 

Insumo para fundação da BioNano

Ainda em 2006, a linha de pesquisa em nanocristais conduzida por Mattoso ganhou o reforço da doutoranda Ana Carolina Bibbo, engenheira de materiais, que fundou em 2017 a startup BioNano, especializada na obtenção de nanocristais de celulose. 

Os nanocristais, conforme explica Ana Carolina, são a parte mais resistente dos vegetais e de tudo que contém celulose, desde árvores até fibras e resíduos de dendê e coco. Normalmente, para maior rendimento, se trabalha ou com a polpa do eucalipto, um produto commodity, ou com a fibra do algodão, fácil de encontrar e riquíssima em celulose. 

Para obter os nanocristais, a pesquisadora afirma que é necessário recorrer a um processo químico chamado hidrólise ácida, que remove a parte amorfa do material e mantém apenas o cristal nanométrico. 

Em escala laboratorial, porém, é possível obter apenas 50 gramas de nanocristais a cada 10 dias. Graças a um reator instalado no Centro de Desenvolvimento de Indústrias Nascentes (CEDIN), pertencente à prefeitura de São Carlos (SP), onde a startup está incubada, a expectativa é passar a produzir, no futuro, 5 quilos de nanocristais por dia.

Atualmente, a produção da BioNano se dá em escala piloto industrial. Para comercializar seu produto, a BioNano tem um acordo de transferência de tecnologia com a Embrapa. 

Natural, biodegradável e sustentável

Com relação às aplicações dos nanocristais, o céu é o limite, segundo Ana Carolina. De aspecto agulhado e circular, o nanocristal pode ser usado para reforçar polímeros e plásticos, além de cosméticos e pomadas. Outra possibilidade é servir de reforço para tintas, deixando sua superfície mais resistente a rachaduras. No caso do papel, também o deixa mais liso e brilhante. 

Ao longo dos últimos anos, a BioNano atendeu clientes do ramo de plásticos, filmes biodegradáveis e até da construção civil, da área de telhas e chapas. “O material tem várias aplicações e continua sendo celulose, então é biodegradável e fonte renovável, com alta capacidade de aumentar as propriedades mecânicas de diversos outros insumos”, diz a pesquisadora. Seu aspecto final é de um produto em pó, bem fino. Ainda em suspensão, o material pode ser colocado em meio líquido.

Em 2016, a consultoria norte-americana Market Research Store calculou que o mercado de nanocelulose foi de US$ 65 milhões em 2015 e que chegaria a US$ 530 milhões em 2021, com um crescimento anual de 30% no período.