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Estudo desenvolve técnica para criar materiais de madeira fortes e 'moldáveis'
Um novo estudo publicado na Science detalha um novo processo inovador que quebra as paredes celulares da madeira e permite que o material seja reconstituído por meio de um tratamento de “choque de água”.
Por Yale - 14/11/2021


Yuan Yao (Foto: Cloe Poisson)

Remodelar um pedaço de madeira pode evocar imagens de entalhe ou entalhe em madeira, mas pesquisas mais recentes têm tentado quebrar as estruturas celulares dentro da madeira para criar materiais mais sustentáveis ​​e duráveis.

Um novo estudo publicado na Science detalha um novo processo inovador que quebra as paredes celulares da madeira e permite que o material seja reconstituído por meio de um tratamento de “choque de água”.

O estudo, liderado por uma equipe de pesquisa da Universidade de Maryland e que incluía Yuan Yao , professor assistente de ecologia industrial e sistemas sustentáveis ​​do YSE, começou quebrando o componente de lignina da madeira - as paredes celulares da madeira que lhe dão resistência. As fibras quebradas foram então fechadas pela evaporação da água, então a madeira foi "inchada novamente" em "um processo rápido de choque de água que abre seletivamente os vasos".

O material resultante tem uma estrutura de parede celular enrugada que permite que o material seja moldado nas formas desejadas como madeira moldada em 3D - com uma constituição seis vezes mais forte do que o material de madeira original e comparável a outros materiais leves, como ligas de alumínio.

A forte propriedade mecânica, afirma a equipe de pesquisa, poderia “ampliar o potencial da madeira como material estrutural, com menor impacto ambiental para edifícios e aplicações de transporte”.

Yao, um membro do corpo docente do Centro de Ecologia Industrial , realizou uma avaliação crítica do ciclo de vida (LCA) para entender os impactos ambientais da madeira moldada em 3D em comparação com a liga de alumínio. LCA é uma ferramenta crítica usada em ecologia industrial para quantificar as implicações ambientais de um produto ao longo de seu ciclo de vida.

Yao também usou a LCA para determinar se o processo poderia ser otimizado de uma perspectiva de sustentabilidade. Ela identificou que o maior contribuinte para o impacto ambiental geral seria o uso de energia do tratamento da madeira, que poderia ser bastante reduzido com a redução do tempo de processamento.

Como mais estudos devem ser conduzidos para determinar o impacto de aplicações em grande escala, diz Yao, pesquisas futuras investigarão o impacto potencial que essa tecnologia e aplicações amplas podem ter nas florestas.

“Estamos considerando de onde a madeira deve vir, como podemos usar esse processo para apoiar práticas de manejo florestal sustentável e como esse processo afetaria a oferta e a demanda atuais de madeira”, diz Yao.

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Yuan Yao (Foto: Cloe Poisson)

A pesquisa de Yao examina os impactos ambientais e econômicos de tecnologias emergentes e processos industriais, integrando abordagens interdisciplinares das áreas de ecologia industrial, engenharia sustentável e modelagem de sistemas para desenvolver técnicas que promovem abordagens e políticas de engenharia mais sustentáveis. Ela liderou um estudo inovador no início deste ano que criou um bioplástico de alta qualidade a partir de subprodutos da madeira que é reciclável, biodegradável e tem um impacto ambiental de menor ciclo de vida.

No início deste mês, Yao recebeu a Medalha Laudise da Sociedade Internacional de Ecologia Industrial, concedida por realizações notáveis ​​em ecologia industrial por um pesquisador com menos de 36 anos.

 

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