Juliana Bernardes, a química que usa bagaço da cana em curativo e cosmético

Quem vê os avanços tecnológicos feitos pela química Juliana da Silva Bernardes, do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), nem imagina que sua principal matéria-prima vem do lixo da indústria do açúcar e do etanol. O Brasil é o maior produtor de cana do mundo e, consequentemente, também de bagaços.

Das 720 milhões de toneladas usadas ao ano, sobram mais de 200 milhões de toneladas de resíduos, que costumam ser queimados —causando ainda mais poluição. Este subproduto, a biomassa, passou a ser muito valioso para a nanotecnologia desde que os cientistas conseguiram extrair nanocelulose do bagaço de cana.

Dois componentes em especial, a nanofibrila e o nanocristal, são fundamentais para essa nova área de pesquisa. Eles funcionam como "tijolinhos nanoscópicos", super-resistentes e elásticos, que podem ser usados para "construir" outros materiais.

"Essa aplicação de nanomateriais extraídos da celulose é estratégica para o Brasil, considerando as grandes quantidades de biomassa e resíduos agroindustriais que são produzidos anualmente", acredita Bernardes, formada pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e Universidade de Estocolmo (Suécia).

Em outros países, em que não há abundância destes resíduos, a biomassa precisa ser extraída diretamente da polpa de árvores, conta ela.

Os nanomateriais possuem propriedades excepcionais quando comparados aos materiais tradicionais e são considerados a tecnologia de ponta em diferentes áreas. No caso da nanocelulose, chama a atenção ela ser de baixa ou nula toxicidade, além de renovável, biodegradável e abundante.

As primeiras e mais óbvias aplicações das nanoceluloses estão na indústria de papel, para melhorar sua resistência, e como espessante de fluidos, para criar géis, espumas e adesivos. Na pandemia do coronavírus, por exemplo, algumas empresas de celulose desenvolveram álcool gel com nanofibras, substituindo o carbopol —nome comercial de um tipo de carbômero, usado para emulsificar e dar viscosidade a soluções.

A pesquisadora já desenvolveu um gel de nanocelulose que substitui, de maneira natural, sustentável e atóxica, aditivos químicos. Uma das aplicações é como espessante, o que é especialmente valioso para a indústria de alimentos, medicamentos e cosmésticos, que precisa que os líquidos fiquem mais densos, não escorram e rendam mais. Cremes, xampus, maquiagens e esmaltes, por exemplo, já contam com os compostos que Bernardes tem desenvolvido.

Ela também criou um curativo de hidrogel, que permite que medicamentos sejam liberados de maneira mais lenta e controlada, aumentando a eficácia do tratamento de feridas. Remédios nanoencapsulados são uma tendência, pois cumprem seu papel com doses menores e, consequentemente, menos efeitos colaterais.

Pequenas quantidades de nanomateriais são capazes de provocar grandes efeitos nas características das substâncias. Há estudos em andamento sobre adição de nanopartículas de celulose para alterar propriedades do cimento, para fins específicos na construção civil —e isso deve chegar ao mercado nos próximos anos.

Em um futuro mais distante, a nanocelulose pode estar na estrutura de carros e aviões, para torná-los mais leves, e até em órgãos humanos artificiais, feitos com impressão 3D.

Os materiais preparados a partir dessa nanopartícula, mais avançados e sustentáveis, podem substituir derivados de petróleo. Por isso, o sonho da cientista é usar a disponibilidade de nanocelulose no Brasil para achar uma solução para outro lixo poluidor: o plástico. Ela estuda como criar biopolímeros capazes de substitui-lo nos mais diferentes produtos, o que reduziria drasticamente o impacto dos descartes no meio ambiente.

Mas, existem desafios a serem superados, explica. A nanocelulose não possui as propriedades mecânicas e de resistência à água que os derivados de petróleo têm. Parte da pesquisa é achar estratégias para alcançar propriedades próximas ou semelhantes às dos plásticos sem perder o poder de biodegradabilidade. Para isso, exploram o auto ordenamento dessas nanopartículas em água.

Há pesquisas sobre biopolímeros em diferentes universidades e centros de pesquisa brasileiros, mas é importante trazer a iniciativa privada para o jogo num momento de cortes de verba e descrédito da ciência, acredita Bernardes.

"O avanço de nossas pesquisas demanda orçamento para contratação de recursos humanos qualificados", diz. "Uma forma de contornar a falta de verba é se aproximando das empresas, para o desenvolvimento de projetos em conjunto."

Isso já está sendo feito com as indústrias de papel e celulose, por exemplo.

E ela lembra que os avanços feitos pela nanotecnologia já são realidade em muitos campos. As nanopartículas de prata são usadas como agente antimicrobiano em cosméticos, roupas esportivas e tecidos (como o das máscaras ditas antivirais); as nanopartículas de carbono estão em tintas automotivas, tonners para impressoras, pneus, plásticos e borrachas resistentes ao calor; e as nanopartículas lipídicas, que liberam espécies ativas de forma controlada, estão na vacina Pfizer, por exemplo.

"A nanocelulose deve ganhar destaque mundial em breve e poderá ser encontrada em diversos produtos, de cosméticos a cimento", diz.

Este texto faz parte da série "Made In Brazil", que descreve o trabalho de 12 cientistas brasileiros que brilham criando supermateriais (e já falou sobre os cientistas que estão revolucionando o combate ao coronavírus). Estudando partículas de um milionésimo de milímetro, eles se debruçam para achar respostas capazes de revolucionar o futuro da humanidade. Leia mais aqui.