Celuloza nanocristalină este noul material minune din zilele noastre

Celuloza nanocristalină (Nanocrystalline cellulose/ NCC) este obţinută prin procesarea celulozei lemnoase. Compania japoneză Pioneer Electronics îl foloseşte în procesul de fabricare a următoarei generaţii de monitoare electronice flexibile. IBM îl utilizează pentru a crea componente pentru computer. Chiar şi armata americană s-a alăturat acestei tendinţe, folosindu-l pentru a produce sticlă rezistentă la explozii şi costume de protecţie corporală mai uşoare decât cele fabricate în prezent.

Pentru a stimula producţia de celuloză nanocristalină, Statele Unite au inaugurat prima fabrică producătoare de NCC în localitatea Madison din statul Wisconsin, pe 26 iulie. Potrivit US National Science Foundation, această industrie va ajunge la o cifră de afaceri de circa 600 miliarde de dolari până în anul 2020.

Care sunt însă motivele care justifică entuziasmul oamenilor de ştiinţă faţă de acest material minune? NCC nu este doar transparentă, ci are şi o rezistenţă la rupere de opt ori mai mare decât cea a oţelului inoxidabil, datorită reţelei compacte de cristale miscroscopice din structura sa. În plus, acest material este incredibil de ieftin.

„Este o versiune naturală şi regenerabilă a nanotuburilor din carbon, fabricată însă cu un cost de producţie mult mai mic”, spune Jeff Youngblood de la NanoForestry Institute, afiliat Universităţii Purdue din oraşul West Lafayette (statul Indiana).

Fabrica americană, aflată în proprietatea US Forest Service, a costat 1,7 milioane de dolari şi va produce două tipuri de NCC: cristale şi fibrile.

Procesul de obţinere a celulozei nanocristaline începe de la lemnul „purificat”, din care au fost îndepărtaţi o serie de compuşi, precum lignina şi hemiceluloza. Lemnul purificat este apoi măcinat, transformat în celuloză şi hidrolizat în acid pentru a înlătura impurităţile. Celuloza este apoi extrasă şi concentrată în cristale, devenind o pastă groasă, ce poate fi aplicată pe diverse suprafeţe ca un strat laminat, sau procesată în fibre, formând nanofibrile. Acestea sunt dure, dense şi rezistente şi pot fi modelate în diverse forme şi mărimi. După ce este uscat şi răcit, noul material este uşor, bun absorbant şi un bun agent izolator.

„Frumuseţea acestui material constă în faptul că se găseşte din abundenţă, iar noi nu mai trebuie să îl fabricăm”, spune Jeff Youngblood. „Nici nu trebuie să folosim copaci întregi. Cristalele de nanoceluloză au o lungime de doar 2 nanometri. Dacă vrem, putem să folosim ramuri, crengi şi chiar rumeguş. În acest fel transformăm deşeurile în aur”, a adăugat Youngblood.

Fabrica din Statele Unite este cea de-a doua companie din lume producătoare de nanomateriale pe bază de celuloză. Uzina CelluForce, inaugurată în oraşul canadian Montreal, în noiembrie 2011, produce deja o tonă de NCC pe zi.

NCC va înlocui componentele auto din metal şi plastic şi are potenţialul de a face ca materialele plastice nonorganice să devină demodate într-un viitor deloc îndepărtat, afirmă la rândul său Phil Jones, directorul companiei franceze IMERYS, specializată în procesarea mineralelor.

În plus, organismul uman tolerează foarte bine celuloza, care este mult mai puţin periculoasă atunci când este metabolizată, în comparaţie cu compuşii anorganici.

Sursa: New Scientist