julho 2020 - Ciência e Engenharia de Materiais

Hot

Post Top Ad

quinta-feira, 2 de julho de 2020

Como manter alimentos frescos e evitar o desperdício utilizando embalagens ecologicamente corretas

02 julho
Resumo: Cerca de um terço de todo o alimento produzido para consumo humano são perdidos ou desperdiçados globalmente a cada ano. Portanto, há uma necessidade crescente de desenvolver materiais de embalagens inovadoras que estendam a vida útil dos alimentos para reduzir o desperdício.


Grande parte dos alimentos produzidos no mundo são perdidos. Desperdiçar comida levanta preocupações econômicas, éticas e preocupa também pelos impactos ambientais. O projeto YPACK vem criando embalagens ecologicamente corretas na forma de bandejas e películas protetoras para garantir que os alimentos possam ser mantidos frescos por mais tempo e para que não prejudique o meio ambiente. A embalagem sustentável YPACK é feita de subprodutos alimentares, como soro de queijo e cascas de amêndoa que, de outra forma, poderiam ser jogados fora.

 

A embalagem é feita a partir de um biopolímero sustentável, poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato), produzido a partir de soro de queijo e micro-celulose a partir de cascas de amêndoa. Foi descoberto que a integração do óxido de zinco e do óleo essencial de orégano ajuda a proteger contra a contaminação bacteriana nas embalagens de alimentos.


As embalagens de alimentos produzidas por esse biopolímero pode se degradar em 90 dias. Essas novas descobertas indicam o potencial das embalagens biopoliméricas para aumentar a vida útil de produtos frescos, como carne, frutas e massas frescas. O coordenador do projeto, Dr. José María Lagarón, comenta: "Vemos um futuro muito brilhante para materiais de embalagem reciclados, contanto que a embalagem seja funcional. Isso significa que ele pode substituir material não ecológico existente. O principal aspecto é que a embalagem, no final da vida útil, pode ser descartado com o restante dos resíduos orgânicos".


A pesquisa aponta para as propriedades antimicrobianas dos compostos de óxido de zinco e óleo de orégano que protegem contra duas bactérias que podem causar intoxicação alimentar, Staphylococcus aureus e Escherichia coli.

De acordo com o coordenador do projeto, foi estudada embalagens para frutas cortadas e carne crua, e embalagens que podem ser abertas e fechadas várias vezes, como sacos de pão e pacotes de fatias de presunto. Os parceiros da YPACK observam "que a melhoria da vida útil em 20% e 50% tem o potencial de reduzir o desperdício de alimentos de 12,5% a 30%, respectivamente".


O projeto YPACK (Embalagem à base de polihidroxialcanoatos de alto desempenho para minimizar o desperdício de alimentos) terminará em outubro de 2020. Um comunicado no site do projeto afirma que os testes de validade de produtos alimentares nas embalagens YPACK “estão planejados para carne, pepinos para bebês e massas frescas".


Referência:
CORDIS. How to prolong shelf life and avoid food waste. phys.org, 24 de junho de 2020.

Redação: Nathielle Harka
Leia Mais

Impressão 3D e sua aplicação em polímeros condutores

02 julho
Resumo: A impressão 3D vem sendo uma grande ajuda para a fabricação de materiais. Este estudo avaliará a impressão 3D de polímeros condutores, com base em poli (3,4-etilendioxitiofeno): sulfonato de poliestireno (PEDOT: PSS), suas propriedades antes e depois de ser impresso.


A fabricação de materiais a base de polímeros condutores tem muitas limitações, a impressão 3D pode ser a solução, porém somente utilizando estruturas simples. Se busca utilizar os polímeros condutores devido à combinação de propriedades de um polímero comum e a condutividade elétrica intrínseca que possuem.

Foi projetado uma tinta polimérica com propriedades reológicas favoráveis para a impressão 3D tendo alta resolução, alta relação de aspecto e fabricação altamente reproduzível de polímeros condutores. Geralmente estes tipos de polímeros são utilizados em forma de solução de polímero cuja baixa viscosidade impede seu uso direto para a impressão 3D.

Neste estudo os cientistas usaram uma tinta de polímero condutor imprimível em 3D de alto rendimento baseada em PEDOT: PSS. Com a viscosidade do polímero se observou que dependia diretamente da concentração das nanofibras de PEDOT:PSS, uma baixa viscosidade provoca a dispersão lateral das tintas impressas em 3D sobre o substrato e uma alta viscosidade obstrui os bicos de impressão. Portanto, buscou-se uma concentração intermediária de nanofibras para que seja capaz de ser imprimível com propriedades reológicas ótimas.

Esta tinta pode ser armazenada durante um mês em condições ambientais sem alguma variação da sua capacidade de impressão. Depois da impressão 3D, se secam e é recozido os polímeros condutores para eliminar algum solvente residual e assim facilitar a formação de domínios cristalinos ricos em PEDOT, e a posterior filtração entre as nanofibras de PEDOT:PSS. As estruturas de PEDOT:PSS puro e seco podem ser convertidas facilmente em hidrogéis estáveis mediante uma inchaço em um ambiente úmido.

A condutividade em estado seco é cinco vezes maior que em seu estado hidrogel. A flexibilidade deste polímero condutor impresso em 3D é um pouco maior em seu estado hidrogel que em seu estado seco, ao ser flexionados por tração e compressão mostra uma pequena variação da condutividade em ambos estados. Os polímeros impressos em 3D mostram uma alta capacidade de armazenamento de carga. Os cientistas realizaram experimentos com uma sonda neural de sinais bioeletrônicos in vivo de fácil fabricação, mostrando bons resultados.

Para a caracterização se realizaram várias técnicas e instrumentos, como a microscopia eletrônica de varredura, dispersão de raios X de ângulo pequeno, reometria giratória, nanoindentação, prova estándar de quatro pontos, voltímetro cíclico e espectroscopia de impedância eletroquímica.

Referência:
Hyunwoo YukBaoyang LuShen LinKai QuJingkun XuJianhong Luo & Xuanhe Zhao. 3D printing of conducting polymers. Nature Communications. March 30, 2020

Redação: Dennis Gonzales
Leia Mais

quarta-feira, 1 de julho de 2020

Plástico que se degrada mais rápido promete mares mais limpos

01 julho
Resumo: Para combater a poluição feita por plásticos que afeta os mares, pesquisadores da Universidade de Cornell desenvolveram um novo polímero capaz de se degradar por radiação ultravioleta.



“Foi criado um plástico com propriedades mecânicas necessárias para o comercio de peixes, onde se eventualmente o plástico for perdido em um ambiente aquático ele pode se degradar. Isso irá reduzir o acumulo desse material na natureza”
diz o pesquisador Bryce Lipinski, professor na Universidade de Cornell.

A pesca contribui com metade do lixo plástico nos oceanos. As redes de pescas são feitas, por exemplo, de polipropileno isotático, polietileno de alta densidade e nylon 6,6, e nenhum desses polímeros se degradam facilmente. Apesar de existir muitas pesquisas sobre plásticos degradáveis, há um grande desafio na obtenção de um material com resistência mecânica comparável ao plástico comercial.

Nos últimos 15 anos foi estudado e desenvolvido esse tipo de plástico chamado de óxido de polipropileno isotático ou iPPO. Esse material foi originalmente descoberta em 1949, porém as propriedades mecânicas e fotodegradação desse material era desconhecida. A alta isotaticidade (regularidade na cadeia) e o comprimento da cadeia polimérica diferencia do material originalmente descoberto em 1949, fornecendo maior resistência mecânica.

Foi observado que o iPPO é estável ao uso comum, porém quando exposto à luz UV ele se “quebra”. É possível ver essa mudança no plástico apenas em laboratório e visualmente não parece ter mudado muito. A taxa de degradação é de acordo com a intensidade da luz. Em um ambiente de laboratório os comprimentos das cadeias poliméricas se degradaram em um quarto do comprimento original após 30 dias de exposição.

Por fim, Lipinski e outros cientistas desejam não deixar traços do polímero no meio ambiente. E por isso é preciso mais estudos com a ajuda da literatura para que o material pudesse efetivamente desaparecer.

Referência:
Bryce M. Lipinski, Lilliana S. Morris, Meredith N. Silberstein, Geoffrey W. Coates. Isotactic Poly(propylene oxide): A Photodegradable Polymer with Strain Hardening Properties. Journal of the American Chemical Society, 2020; 142 (14): 6800 DOI: 10.1021/jacs.0c01768

Redação: Nathielle Harka - Engenharia de Materiais - UNILA
Leia Mais

Post Top Ad