El material de desecho de la industria del papel y la pulpa pronto podría convertirse en cualquier cosa, desde raquetas de tenis hasta automóviles.

"Hemos superado uno de los problemas más desafiantes de la industria al descubrir cómo fabricar fibra de carbono de buena calidad a partir de desechos, "dijo el Dr. Joshua Yuan, Científico investigador de Texas A&M AgriLife y profesor asociado de patología vegetal y microbiología en College Station.

La investigación fue publicada recientemente en Química verde , la revista revisada por pares de la Royal Society of Chemistry.

"La gente ha estado pensando en usar lignina para fabricar fibra de carbono durante muchos años, pero lograr una buena calidad ha sido un problema, "Dijo Yuan.

Aproximadamente 50 millones de toneladas de lignina, o parte estructural de una planta, se acumulan cada año como desechos de la industria del papel y la pulpa de EE. UU. él dijo. La lignina adicional podría provenir de biorrefinerías que utilizan plantas para producir etanol, produciendo otros 100 millones a 200 millones de toneladas de residuos de lignina cada año. Sin embargo, solo alrededor del 2 por ciento de los desechos de lignina se recicla actualmente en nuevos productos, Dijo Yuan.

"La lignina está considerada como uno de los biopolímeros más abundantes del mundo, ", dijo." Todo este desperdicio se acumula, y será genial usarlo para algo ".

El equipo de investigación de Yuan ha tenido varios éxitos en la fabricación de combustibles y bioproductos a partir de lignina. Pero incluso el proceso de fabricación de biocombustibles deja una gran cantidad de residuos. Eso los llevó a considerar la posibilidad de fabricar material de fibra de carbono.

La fibra de carbono no es un concepto nuevo. Se ha jugado con él desde 1860, principalmente para bombillas de luz originalmente, y es conocido por su alta resistencia, bajo peso y tolerancia al calor.

Pero ha sido caro de producir por medios tradicionales.

"Si no puede producir material de carbono de calidad, realmente no es útil, "Dijo Yuan.

Entonces, el equipo examinó la lignina más de cerca.

"Lo que encontramos es que la lignina es una mezcla de muchas moléculas de muchos tamaños y diferentes propiedades químicas. A través del fraccionamiento, separamos la lignina en diferentes partes, y luego descubrimos que ciertas partes de la lignina son muy buenas para la fabricación de fibra de carbono de alta calidad, " él explicó.

El investigador señaló que la lignina es una molécula compleja, pero cuando la alta densidad, la porción de alto peso molecular se separa del resto, tiene una estructura uniforme que permite la formación de fibra de carbono de alta calidad.

"Seguimos mejorando y afinando la calidad, pero eventualmente esta fibra de carbono podría usarse para molinos de viento, material deportivo e incluso bicicletas y coches, ", dijo." La fibra de carbono es mucho más liviana pero tiene la misma resistencia mecánica que otros materiales que se usan ahora para esos productos. Este material se puede utilizar para muchas aplicaciones diferentes.

"La belleza de esta tecnología es que nos permite usar la lignina por completo. Básicamente, lo que hacemos es fraccionar la lignina para que la fracción de alto peso molecular se pueda usar para fibra de carbono y la fracción de bajo peso molecular se pueda usar para bioplásticos y productos. como el modificador de aglutinante de asfalto utilizado en carreteras ".

Yuan prevé una biorrefinería integrada de múltiples corrientes en la que la lignina se separa en un solo lugar para que una variedad de materiales, las fibras de carbono de alta densidad y los bioplásticos de baja densidad, junto con biocombustibles a partir de materias primas vegetales, como pastos, podrían producirse en una sola instalación.

"Cuando podemos utilizar la misma biomasa para producir cosas diferentes, que permite la mejor rentabilidad económica al ser sostenible, ", dijo." Con el tiempo, eso conduciría a un aumento de puestos de trabajo y a mejorar el crecimiento económico rural.

"Y toda la cadena de suministro se encuentra en Estados Unidos, lo que significa que los trabajos estarían aquí. Se cultiva la biomasa, cosechado y transportado aquí. Sería difícil enviar tantos desechos a otro país para su producción. Todo se queda aquí Yuan dijo:"Uniría la producción agrícola y la industria en una bioeconomía que produce productos renovables".