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Atualizado 17 de julho de 2025 por Sergio A. Loiola

Pesquisador da Universidade de Houston, nos EUA, desenvolveu uma maneira de transformar celulose bacteriana, um material biodegradável feito por bactérias, em um material multifuncional com potencial para substituir o plástico.

A técnica pode ser reproduzida em larga escala, para materiais de embalagem até curativos ou mesmo garrafas para armazenar água, embalagens, e muito mais.

Apesar de sua imensa utilidade e praticidade, é um fato que os problemas que os micro plasticos e o lixo plástico está infestando o mundo, causando problemas ambientais e de saúde ainda não totalmente calculados, ameaçando a vida em geral no planeta.

Amostra do bioplástico de celulose sintetizado por bactérias. [Imagem: University of Houston]

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Biomaterial promissor por ser naturalmente abundante, biodegradável, biocompatível com processo acessível a todos os países

A celulose bacteriana tem emergido como um biomaterial promissor por ser naturalmente abundante, biodegradável e biocompatível – sem nenhuma das preocupações com os efeitos nocivos dos produtos à base de petróleo.

Fabricação de celulose bacteriana (CB) em dispositivo de cultura rotativa. a Esquema do dispositivo de cultura rotacional para produzir BC alinhado e os principais estágios do processo rotacional. A seta vermelha mostra a direção do alinhamento do BC. b Vista transversal longitudinal (i), vista superior (ii) e vista transversal ampliada (iii) do dispositivo de cultura rotacional mostrado em (i) durante a produção de BC alinhado. c Fotografias ópticas do dispositivo rotacional durante a cultura antes e depois da formação da celulose. d Película tubular de BC (i) cultivada na superfície do tubo de polidimetilsiloxano (PDMS) após o período de cultura e (ii) em uma placa de vidro após a lavagem. A seta vermelha mostra a direção do alinhamento do BC. e Folha de BC altamente transparente após a secagem, através da qual o logotipo e a letra “RICE” podem ser facilmente vistos. A seta vermelha mostra a direção do alinhamento do BC. Fonte: Imagem do artigo

A celulose bacteriana (BC), produzida a partir de bactérias aeróbicas, incluindo Acetobacter e Agrobacterium, pode ser projetada para exibir propriedades mecânicas desejáveis e controláveis, alavancando sua estrutura em nanoescala.

A técnica consiste essencialmente em guiar as bactérias, que se movem aleatoriamente se deixadas por conta própria. Isso faz com que elas produzam celulose de forma organizada e previsível.

Vídeo: Bactéria transforma lixo plástico em bioplástico

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Bactérias guiadas para produzir bio plasticos

Para simplificar o processo, a equipe usou um método simples de centrifugação, criando um dispositivo de cultura rotativo no qual as bactérias produtoras de celulose são cultivadas em uma incubadora cilíndrica permeável ao oxigênio, centrifugada continuamente por meio de um eixo central.

Isso cria um fluxo direcional de fluido no biorreator, gerando um deslocamento direcional consistente das bactérias.

Biossíntese, caracterização e avaliação de desempenho de nanofolhas híbridas de celulose bacteriana-nitreto de boro hexagonal (BCBN). a Esquema do processo de biossíntese para o crescimento in situ de nanofolhas híbridas de BCBN usando nosso dispositivo de cultura rotacional. O esquema parcialmente ampliado à direita mostra a difusão da nanofolha de nitreto de boro (BNNS) no fluxo de cisalhamento e sua intercalação na rede fibrosa de BC. b Fotografia óptica da nanofolha híbrida de BCBN seca. c Imagem SEM representativa de BCBN mostrando BNNS intercalados dentro da rede de BC. Características semelhantes foram consistentemente observadas em várias regiões da mesma amostra. d Comparação de XRD de BC, BNNS e BCBN. e Comparação estatística de UTS, YM e WoF das folhas de BC da cultura estática, cultura rotacional e BCBN da cultura rotacional com os valores médios observados acima. As barras representam valores médios e as barras de erro indicam desvio padrão ( n  = 3 amostras independentes por categoria). A significância estatística foi avaliada usando ANOVA unilateral bilateral. O asterisco duplo (**) denota uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos ( p  ≤ 0,01). O valor de p para UTS é 0,0025. f Imagem SEM de seção transversal representativa da superfície de fratura do filme de BCBN mostra o arrancamento de BC e BN. Características semelhantes foram consistentemente observadas em múltiplas regiões da mesma amostra. g Comparação do perfil de temperatura de linha única do mapeamento de temperatura de BC e BCBN usando câmera infravermelha sob iluminação a laser de 25 mW no ar. O perfil de temperatura mostra uma temperatura mais alta para BC em comparação com BCBN. O detalhe mostra o mapeamento térmico das amostras de controle (esquerda) e BCBN (direita) sob iluminação a laser. h Comportamento de dissipação de calor temporal de BC e BCBN. Fonte: Figura do artigo

Para fortalecer a celulose e dar-lhe mais funcionalidade, a equipe incorporou nanofolhas de nitreto de boro ao líquido que alimenta as bactérias.

O resultado são nanofolhas híbridas de celulose bacteriana e nitreto de boro com propriedades mecânicas ainda melhores (resistência à tração de até 553 MPa) e propriedades térmicas otimizadas (taxa de dissipação de calor três vezes mais rápida).

Essa abordagem de biofabricação, que produz folhas de celulose bacteriana alinhadas, resistentes e multifuncionais, abriria caminho para aplicações em materiais estruturais, gerenciamento térmico, embalagens, têxteis, eletrônicos verdes e armazenamento de energia.

Política de Uso 

É Livre a reprodução de matérias mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space   

SUBSTITUTO PROMISSOR: PLÁSTICO DE CELULOSE DE BACTÉRIAS

Bibliografia

Revista: Nature Communications

Artigo: Flow-induced 2D nanomaterials intercalatedaligned bacterial cellulose
Autores: Md Abid Shahriar Rahman Saadi, Yufei Cui, Shyam P. Bhakta, Sakib Hassan, Vijay Harikrishnan, Ivan R. Siqueira, Matteo Pasquali, Matthew Bennett, Pulickel M. Ajayan, Muhammad M. Rahman
Vol.: 16, Article number: 5825
DOI: 10.1038/s41467-025-60242-1

Inovação Tecnológica

Finalmente um substituto para o plástico?

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