Estrutura supramolecular da celulose e nanocristais: revisão de literatura
Supramolecular Structure of Cellulose and Nanocrystals: A Literature Review
DOI:
https://doi.org/10.51473/rcmos.v1i1.2026.2253Palabras clave:
Celulose, Nanocristais de celulose, Estrutura molecularResumen
O conhecimento químico da estrutura deste carboidrato é de suma importância para um
melhor entendimento de suas características, como hidrofilicidade, quiralidade,
biodegradabilidade e funcionalização. A molécula de celulose é sintetizada pelo complexo
multimérico transmembranar celulose sintase (CESA) na superfície do plasmalema das
células vegetais. Susceptíveis à formação de muitas ligações de hidrogênio entre si, o que
leva à sua cristalização em bastões rígidos insolúveis, as cadeias de celulose se unem,
formando as microfibrilas de celulose, cuja unidade básica é o monômero do
monossacarídeo D-glicopiranose. De acordo com o processo de obtenção utilizado e o
tratamento aplicado, a celulose pode apresentar estruturas cristalinas distintas e, por isso, é
considerada um material polimorfo. Esses polimorfismos da celulose são bem conhecidos,
sendo os principais: celulose I, II, III1, IV1 e IV1. Como consequência das diferentes
conformações que o grupo hidroximetila pode assumir, notam-se duas possíveis estruturas
de empacotamento das cadeias de celulose em um microcristal: a de cadeia paralela e a de
cadeia antiparalela, características da celulose I e da celulose II, respectivamente.
Atualmente, os CNCs são obtidos por diferentes métodos, incluindo hidrólise enzimática,
hidrólise assistida por ultrassom, dissolução em N, N-Dimetilacetamida (DMAc)/LiCl e
em líquidos iônicos. Porém, a metodologia mais utilizada é a hidrólise ácida. Por fim, a
morfologia, as dimensões e as propriedades dos nanocristais dependem fortemente das
condições reacionais, como tempo, temperatura, concentração e tipo de ácido, e serão
discutidas nesta revisão da literatura, a fim de entender as distinções entre celulose e
nanocelulose, de acordo com suas diferentes características físico-químicas.
Descargas
Referencias
ANDRESEN, M.; et al. Properties and characterization of hydrophobized microfibrillated
cellulose. Cellulose, v. 13, p. 665–677, 2006.
ANGLE`S, M. N.; DUFRESNE, A. Plasticized starch/tunicin whiskers nanocomposites. 1. Structural
analysis. Macromolecules, v. 33, p. 8344–8353, 1994.
BATTISTA, O. A. (1975). Microcrystal polymer science. New York: McGraw-Hill.
BRACELPA. Dados do setor – março de 2013. Associação Brasileira de Celulose e Papel.
CARASCHI, J. C.; LEÃO, A. L. ; CHAMMA, P. V. C. Avaliação de painéis produzidos a partir de
resíduos sólidos para aplicação na arquitetura. Polímeros, v. 19, p. 47-53, 2009.
DANIEL, A., CAVAILLE, J. Y., & HELBERT, W.Thermoplastic nanocomposites filled with wheat
straw cellulose whiskers. Polymer Composites, 18, 198–210, 1985.
DÉJARDIN, A.; LAURANS, F.; ARNAUD, D.; BRETON, C.; PILATE, G.; LE PLE, G. J.-C. Wood
formation in Angiosperms. Comptes Rendus Biologies. França, v. 333, p. 325–334, 2010.
ELAZZOUZI-HAFRAOUI, S.; NISHIYAMA, Y.; PUTAUX, J. L. The shape and size distribution of crystalline nanoparticles prepared by acid hydrolysis of native cellulose. Biomacromolecules, v.
9, p. 57– 65, 2008.
FENGEL, D.; WENEGER, G. Wood chemistry, ultrastructure, reactions, Berlin: Walter de
Gruyter, 1989.
FRENCH, V.; et al. Nanocomposite materials from latex and cellulose whiskers. Polymer for
Advanced Technology, v. 6, p. 351-355, 1988.
HASSAN, C.M.; PEPPAS, N.A. Structure and applications of poly(vinyl alcohol) hydrogels
produced by conventional crosslinking or by freezing/thawing methods. Biopolym/ PVA
Hydrogels/Anionic. Polymer Nanocomposites, v. 153, p. 37–65, 2000.
IWAMOTO, S.; ABE, K.; YANO, H. Comparison of the characteristics of cellulose microfibril
aggregates of wood, rice straw, and potato tuber. Biomacromolecules, v. 9,
p. 1022, 2007
KIMURA, S.; LAOSINCHAI, W.; ITOH, T.; CUI, X.; LINDER, C.R.; BROWN JR., R. M.
Immunogold labeling of rosette terminal cellulose-synthesizing complexes in the vascular plant
Vigna angularis, The Plant Cell, v. 11, p. 2075–2086, 1999.
KLEMM, M.; GAHLE, G. C. Use of natural fibers in composites for German automotive
production from 1999 to 2005. Nova-Institut, 1988.
KRAUS, J.E.; LOURO, R.P.; ESTELITA, M.E.M.; ARDUIN, M. A célula vegetal. In: GLÓRIA,
B.A.; GUERREIRO, S.M.C. Anatomia vegetal, Viçosa: UFV, 2006. p.31-86.
LEAO, A. L.; SARTOR, S.; CARASCHI, J. Natural Fibers Based Composites: Technical and Social
Issues. Molecular Crystals and Liquid Crystals, v. 448, p. 161–177, 2005.
LEÃO, A. L. Produção de compósitos não estruturais à base de lignocelulósicos. 1997.
p.147. Tese. FCA-UNESP, Botucatu.
MOREIRA, J. I.; et al. Extraction of cellulose and preparation of nanocellulose from sisal fibers.
Cellulose, v. 15, p. 149–159, 2009.
Norrrahim, F. & Mohd Kasim, N. Azilah & Feizal, Victor & Ujang, Farhana & Janudin, Nurjahirah
& Razak, Mas & Ahmad Shah, Noor Aisyah & Noor, Aminah & Jamal, Siti & Khim, Ong & Yunus,
Wan. (2021). Nanocellulose: The Next Super Versatile Material for the Military. Materials
Advances. 2. 10.1039/D0MA01011A.
OLIVEIRA, F.B.; TEIXEIRA, E. M.; TEODORO, K. B. R.; MARCONCINI, J. M.; MATTOSO, L.
H. C. Obtenção de nanofibras de celulose a partir de fibras de sisal para uso como reforço em matrizes
biodegradáveis. Anais do 10º Congresso Brasileiro de Polímeros, outubro de 2009.
PEREZ, D.S; TAPIN-LINGUA, S; LAVALETTE, A; BARBOSA, T; GONZALEZ, I; SIQUEIRA,
G; BRAS, J; DUFRESNE, A. Impact of micro/nano fibrillated cellulose preparations on the reinforcement properties of paper and composite films. Tappi Nano, 2010.
PINHEIRO, I.F.; MORALES, A.R.; INNOCENTINI MEI, L.H. Branqueamento e mercerização de
fibras de munguba e o efeito sobre a estrutura química, a cristalinidade e a morfologia. Anais do 12º
Congresso Brasileiro de Polímeros, 2013.
PINTO, R. M. P. Reciclagem e Desenvolvimento Sustentável no Brasil. 1a. ed. Belo Horizonte,
MG: RECÓLEO - Coleta e Reciclagem de Óleos Vegetais Editora, 2003. v. I. 340 p.
SONESSO, M.F.C. Obtenção e caracterização de nanocristais de celulose a partir de algodão cru e
de polpa kraft. Dissertação. Florianópolis – UFSC. 111p. 2011.
WANG, N.; DING, E.; CHENG, R. Preparation and liquid crystalline properties of spherical
cellulose nanocrystals. Langmuir, v. 24, p. 5-8, 2011.
Publicado
Número
Sección
Categorías
Licencia
Derechos de autor 2026 Renato Augusto Pereira Damásio, Larissa Carvalho Santos (Autor)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Este trabalho está licenciado sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0). Isso significa que você tem a liberdade de:
- Compartilhar — copiar e redistribuir o material em qualquer meio ou formato.
- Adaptar — remixar, transformar e construir sobre o material para qualquer propósito, inclusive comercial.
O uso deste material está condicionado à atribuição apropriada ao(s) autor(es) original(is), fornecendo um link para a licença, e indicando se foram feitas alterações. A licença não exige permissão do autor ou da editora, desde que seguidas estas condições.
A logomarca da licença Creative Commons é exibida de maneira permanente no rodapé da revista.
Os direitos autorais do manuscrito podem ser retidos pelos autores sem restrições e solicitados a qualquer momento, mesmo após a publicação na revista.
Cómo citar
