Pesquisadores da Universidade Rice e da Universidade de Houston apresentaram um novo método para a produção de um biomaterial de alta resistência baseado em celulose bacteriana, que pode se tornar uma alternativa aos plásticos de origem petroquímica. O estudo, publicado na revista Nature Communications em julho de 2025, descreve um processo de biossíntese escalável no qual as bactérias "constroem" a estrutura do material sob o controle de um fluxo de líquido, superando a formação caótica observada em condições convencionais.
A pesquisa foi coordenada por Muhammad Maqsood Rahman, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade de Houston, em colaboração com a Universidade Rice. O autor principal do artigo é M.A.S.R. Saadi, doutorando na Rice, e o projeto contou ainda com a participação de Shyam Bhakta (Rice), além dos engenheiros e cientistas de materiais Pulickel Ajayan, Matthew Bennett, Matteo Pasquali e outros especialistas. O trabalho foi financiado por diversas fundações norte-americanas, incluindo a National Science Foundation (NSF), o Endowment for Forestry and Communities e a Welch Foundation.
Como funciona a tecnologia
Normalmente, a celulose bacteriana cresce como uma rede de nanofibras frouxa e desordenada, o que limita sua resistência mecânica e estabilidade sob carga. Na nova abordagem, os pesquisadores criaram um biorreator rotativo onde o fluxo de fluido determina a direção do movimento das bactérias Gluconacetobacter e, consequentemente, o alinhamento das fibras depositadas por elas.
Sob hidrodinâmica controlada, os cientistas conseguiram produzir folhas densas e alinhadas em uma única direção, com resistência à tração de aproximadamente 436 megapascais. Em uma versão híbrida, com a incorporação de nanofolhas de nitreto de boro durante o crescimento, a resistência atingiu cerca de 553 megapascais, e a condutividade térmica do material superou em três vezes a da celulose bacteriana comum. Todo esse processo ocorre em uma única etapa e à temperatura ambiente, sem a necessidade de solventes tóxicos ou das condições complexas de fermentação natural.
Sustentabilidade, propriedades e potenciais aplicações
Este "bioplástico" bacteriano permanece totalmente biodegradável, não exigindo incineração ou processamento termoquímico, ao contrário da maioria dos polímeros sintéticos. Além disso, a tecnologia permite o uso de meios de cultura simples e possibilita, futuramente, o uso de resíduos agrícolas como base nutritiva para a fermentação, o que reforça a viabilidade de uma produção econômica e escalável.
Os cientistas vislumbram a aplicação do novo material em diversas frentes:
- embalagens, onde pode substituir parte dos filmes e caixas de plástico descartáveis;
- componentes automotivos e de construção civil, que exigem materiais leves e resistentes;
- elementos de regulação térmica, como peças para dissipação de calor em componentes eletrônicos;
- indústria têxtil e eletrônica sustentável, incluindo sensores e telas flexíveis;
- sistemas de energia e compósitos de alta performance sob estresse mecânico.
Limitações e perspectivas de mercado
Apesar do potencial promissor, o material ainda não está pronto para substituir integralmente os plásticos tradicionais, seja em volume de produção ou em custo. Para a implementação industrial, será necessário:
- estabelecer sistemas de produção em larga escala;
- resolver questões de padronização técnica e marcos regulatórios;
- comprovar a confiabilidade do material a longo prazo em condições clínicas, industriais e automotivas.
Mesmo assim, a equipe da Universidade Rice e da Universidade de Houston posiciona a tecnologia como uma das pioneiras onde a sustentabilidade não exige renúncias em termos de resistência e estabilidade. Para os próximos anos, os planos incluem o desenvolvimento de linhas-piloto com parceiros industriais e a exploração de novas modificações do material para nichos de uso especializado.
