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Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Minnesota Twin Cities inventou uma nova e inovadora tecnologia de catalisador que converte materiais renováveis como árvores e milho em produtos químicos essenciais, ácido acrílico e acrilatos usados em tintas, revestimentos e polímeros superabsorventes. A nova tecnologia de catalisador também é altamente eficiente, o que significa custos mais baixos para a fabricação de produtos químicos renováveis.
A nova formulação de catalisador converte produtos químicos à base de ácido lático derivados do milho em ácido acrílico e acrilatos com o maior rendimento alcançado até o momento. A tecnologia apresenta um desempenho substancialmente superior quando comparada com outras classes de catalisadores líderes.
A pesquisa é publicada online no Jornal da American Chemical Society Gold (JACS Au), um dos principais periódicos de acesso aberto da American Chemical Society.
A equipe de pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation dos EUA por meio do NSF Center for Sustainable Polymers, uma equipe colaborativa multiuniversitária com a missão de transformar a forma como os plásticos são feitos, desfeitos e refeitos por meio de pesquisas inovadoras.
O público está mais familiarizado com o ácido acrílico e os acrilatos associados por meio de seus usos em itens do dia a dia, desde tintas e revestimentos até adesivos pegajosos e materiais superabsorventes usados em fraldas. Esses produtos químicos e materiais foram produzidos no século passado a partir de combustíveis fósseis. Mas nas últimas décadas, a indústria do milho tem crescido para se expandir além de alimentos e rações para gado para a fabricação de produtos químicos úteis. Um desses produtos químicos derivados do milho é o ácido lático sustentável, um ingrediente-chave na fabricação do plástico renovável e compostável usado em muitas aplicações diárias.
O ácido lático também pode ser convertido em ácido acrílico e acrilatos usando catalisadores. No entanto, até a descoberta desse novo catalisador, os catalisadores tradicionais eram muito ineficientes, alcançando baixos rendimentos e tornando o processo geral muito caro.
“Nossa nova descoberta de formulação de catalisador atinge o maior rendimento até o momento de ácido acrílico a partir do ácido lático”, disse Paul Dauenhauer, professor do Departamento de Engenharia Química e Ciência de Materiais da Universidade de Minnesota. “Comparamos o desempenho de nosso novo catalisador com todos os catalisadores anteriores, e o desempenho excede em muito os exemplos anteriores.”
A nova formulação de catalisador reduz substancialmente o custo de fabricação de ácido acrílico renovável e acrilatos de milho, melhorando o rendimento e reduzindo o desperdício. Pela primeira vez, isso poderia reduzir o preço do ácido acrílico renovável abaixo dos produtos químicos derivados de fósseis.
A oportunidade econômica gerada pelo novo catalisador está sendo perseguida pela Låkril Technologies, uma empresa iniciante que visa fabricar ácido acrílico e acrilatos renováveis de baixo custo. Ao licenciar a tecnologia de catalisador da Universidade de Minnesota, a Låkril Technologies desenvolverá a tecnologia além do laboratório.
“A fabricação de produtos químicos depende de uma classe de catalisadores chamados ‘zeólitos’ há meio século”, diz o Dr. Chris Nicholas, CEO da Låkril Technologies. “Como a nova descoberta de catalisador é baseada em uma formulação de zeólita já disponível em escala, nosso novo processo para produzir ácido acrílico e acrilatos alcançará baixo custo com baixo risco”.
A Låkril Technologies, localizada em Chicago, já recebeu US$ 1,4 milhão em financiamento pré-semente para escalar o processo. A Associação de Produtores de Milho de Iowa liderou o financiamento com a participação da Associação de Produtores de Milho de Kentucky, juntamente com doações do Conselho de Pesquisa e Promoção de Milho de Minnesota, Conselho de Marketing de Milho de Indiana, Conselho de Marketing de Milho de Michigan, juntamente com prêmios de Pesquisa de Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) de tanto o Departamento de Agricultura dos EUA quanto o Departamento de Energia dos EUA.
Na Universidade de Minnesota, a equipe de pesquisa planeja continuar sua pesquisa básica sobre design de catalisadores para entender os aspectos fundamentais da química com o apoio financeiro do Centro de Polímeros Sustentáveis com sede na Universidade de Minnesota.
“Este é um exemplo maravilhoso de como abordar importantes questões básicas de pesquisa que estão no centro da catálise fundamental pode levar a novos processos inovadores que têm uma verdadeira promessa tecnológica”, disse Marc Hillmyer, diretor do Centro de Polímeros Sustentáveis e professor da Departamento de Química da Universidade de Minnesota. “Um grande desafio no Centro de Polímeros Sustentáveis é a conversão eficiente e sustentável de biomassa em ingredientes poliméricos, e este trabalho representa uma solução inovadora para esse desafio que terá um impacto duradouro.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Minnesota. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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