Substância de biomassa vegetal ajuda no combate a ervas daninhas

Frequentemente tratada como resíduo da indústria de papel e celulose, a lignina, um polímero responsável pela rigidez da parede celular das plantas, aumentou a estabilidade e a eficácia de nanopartículas de herbicida

Thais Szegö | Agência FAPESP – Trabalho de pesquisadores das universidades Estadual Paulista (Unesp), Estadual de Campinas (Unicamp) e Federal de São Carlos (UFSCar), publicado com destaque de capa na revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering, mostrou que fração obtida da lignina – polímero orgânico responsável pela rigidez da parede celular das plantas – foi capaz de melhorar o desempenho de nanopartículas com herbicida.

“A lignina tem ação antioxidante e é um dos principais componentes da biomassa vegetal, mas ainda é pouco aproveitada, sendo frequentemente tratada como resíduo da indústria de papel e celulose. Por isso, nosso grupo buscou formas mais sustentáveis de valorizar esse material abundante e renovável”, conta Leonardo Fraceto, professor do Instituto de Ciência e Tecnologia da Unesp, campus de Sorocaba, coordenador de Inovação do Centro de Pesquisa em Biodiversidade e Mudanças do Clima (CBioClima) e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCTNanoAgro). O estudo teve apoio da FAPESP por meio de quatro projetos (23/06505-9, 24/01872-6, 24/14149-0 e 23/00335-4 ).

A substância foi obtida do Eucalyptus urograndis, um tipo de madeira de lei, e submetida a um processo verde baseado no uso do solvente ácido acético para obter diferentes frações com propriedades estruturais e químicas distintas. Em seguida, foram produzidas nanopartículas com atrazina, um herbicida usado para combater ervas daninhas.

As nanopartículas passaram então por uma série de análises físico-químicas e térmicas para analisar sua estrutura e comportamento. “Descobrimos que as diferentes frações de lignina apresentam propriedades muito distintas: algumas são mais ricas em grupos fenólicos, outras têm maior massa molar ou promovem maior estabilidade térmica. Essas diferenças impactam diretamente a formação e o desempenho das nanopartículas”, explica Fraceto.

Certas frações são mais eficientes para proteger materiais poliméricos (compostos por macromoléculas, as proteínas e a celulose, por exemplo) da degradação provocada pelos raios ultravioleta e outras para atuar como estabilizantes em sistemas de liberação de substâncias. Isso mostra que, em vez de a lignina ser um resíduo único e uniforme, ela pode ser customizada para diferentes aplicações.

De acordo com o pesquisador, o achado é muito importante porque, embora seja muito promissor o uso de lignina como surfactante, essencial para que a formulação agroquímica consiga apresentar características de distribuição eficiente dos ativos, vários desafios devem ser enfrentados. Um grande problema é a variabilidade na sua estrutura, o que pode afetar sua consistência e desempenho como agente estabilizante.

No caso das nanopartículas com atrazina, o uso da fração de lignina ajudou a aumentar a estabilidade e a eficiência da liberação do herbicida. O uso de frações específicas de lignina provou ser crucial na otimização do desempenho das nanopartículas. As formulações desenvolvidas controlaram efetivamente o picão-preto (Bidens pilosa L.) e o caruru (Amaranthus viridis L.), destacando seu potencial no manejo sustentável de pragas agrícolas.

“Conseguimos não apenas utilizar um processo simples e ambientalmente amigável, como também aproveitar um subproduto abundante no Brasil, abrindo possibilidades para a bioeconomia”, comemora Fraceto. “Esse tipo de estudo conecta ciência de materiais, sustentabilidade e inovação tecnológica, aproximando a academia de soluções para desafios atuais, como o desenvolvimento de insumos mais verdes para a agricultura.”

O artigo Lignin as a dual-function stabilizer for protecting PCL nanoparticles from photodegradation and enhancing atrazine delivery pode ser lido em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.5c04472.