O "gelo gelatinoso" reutilizável mantém as coisas frias - sem água derretida
As aplicações incluem o arrefecimento de marisco sem contaminação
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Independentemente de ser triturado ou em cubos, o gelo acaba por derreter numa poça - mas uma alternativa chamada gelo gelatinoso não o faz. Os investigadores Jiahan Zou e Gang Sun desenvolveram um processo de um só passo para criar o material reutilizável e compostável a partir de gelatina, o mesmo ingrediente das sobremesas gelatinosas. Uma vez que o gelo gelatinoso congelado não vaza ao descongelar, é ideal para cadeias de abastecimento alimentar e transporte de medicamentos. A equipa está também a explorar estruturas à base de proteínas para revestimentos seguros para os alimentos e andaimes de carne cultivada em laboratório.
O elly ice é um material de arrefecimento reutilizável e compostável que não derrete como o gelo normal.
UC Davis
O projeto do gelo gelatinoso começou com uma questão colocada a Zou e Sun por Luxin Wang, um cientista alimentar da Universidade da Califórnia, Davis. Wang viu o gelo a derreter nas vitrinas de marisco das mercearias e preocupou-se com a possibilidade de a água derretida espalhar agentes patogénicos e contaminar toda a vitrina. Perguntou se os investigadores poderiam criar um material reutilizável que funcionasse como o gelo normal, mas que não produzisse uma poça potencialmente contaminada.
A inspiração para o novo material veio do congelamento do tofu. Sun, um cientista de materiais também da UC Davis que orientou a investigação de pós-graduação de Zou, explica que "o tofu congelado mantém a água no seu interior, mas quando o descongelamos, liberta a água. Por isso, tentámos resolver esse problema com outro material: a gelatina".
As proteínas da gelatina têm duas propriedades que os investigadores pretendiam: São seguras para os alimentos e os seus longos filamentos ligam-se entre si, formando hidrogéis com poros minúsculos que retêm a água, ao contrário do tofu. Os primeiros testes dos hidrogéis feitos com este polímero natural (também chamado biopolímero) foram um sucesso. A água permaneceu dentro dos poros enquanto passava por mudanças de fase, de líquido para gelo e vice-versa, sem danificar as estruturas ou vazar para fora do hidrogel.
Ao longo dos anos, Zou optimizou a fórmula e os métodos de produção dos hidrogéis à base de gelatina. Atualmente, dispõe de um processo prático de um só passo para criar gelo gelatinoso que é 90% água e pode ser repetidamente lavado com água ou lixívia diluída, congelado e descongelado. O material de arrefecimento agita-se e esmaga-se à temperatura ambiente. Mas quando arrefecido abaixo do ponto de congelação da água, 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius), passa para um estado mais firme e sólido.
"Comparado com o gelo normal da mesma forma e tamanho, o gelo gelatinoso tem até 80% da eficiência de arrefecimento - a quantidade de calor que o gel pode absorver através da mudança de fase", diz Zou, que falará mais sobre isso quando apresentar a mais nova versão do gelo gelatinoso no ACS Fall 2025. "E podemos reutilizar o material e manter a absorção de calor em vários ciclos de congelamento e descongelamento, o que é uma vantagem em comparação com o gelo normal."
A equipe pode produzir gelo gelatinoso em placas de 1 libra (0.45 kg), semelhante às embalagens de gel frio atualmente à venda que têm mangas de plástico volumosas. No entanto, o novo material de arrefecimento tem vantagens sobre os pacotes de arrefecimento ou o gelo seco: É personalizável para qualquer forma ou desenho e é compostável. Num conjunto de experiências, o gel compostado melhorou o crescimento do tomateiro quando aplicado no solo de envasamento. E como o material de arrefecimento não contém polímeros sintéticos, não deve gerar microplásticos.
Zou e Sun afirmam que o gelo gelatinoso, embora tenha sido inicialmente desenvolvido para aplicações de conservação de alimentos, é promissor para a expedição médica, a biotecnologia e a utilização em áreas com pouca água disponível para a formação de gelo.
Atualmente, existem licenças para a tecnologia do gelo gelatinoso. Zou espera que isto signifique que o material de arrefecimento estará disponível para os consumidores como uma alternativa ao gelo sem água derretida, segura para o contacto com alimentos e compostável. No entanto, reconhece que ainda há algumas etapas na análise do mercado, na conceção do produto e nos testes de produção em grande escala antes de poder ser comercializado.
Mas à medida que o gelo gelatinoso à base de gelatina avança para o mercado, Zou também se interessou por outros biopolímeros naturais. Expandiu a sua investigação sobre proteínas vegetais que são subprodutos agrícolas, como as proteínas de soja, para produzir materiais mais sustentáveis. O seu foco está a mudar para o desenvolvimento de proteínas de soja para revestimentos removíveis de bancadas e andaimes celulares para carne cultivada. Ela apresentará mais sobre esse trabalho no ACS Fall 2025.
"Na minha pesquisa, percebi o quão poderosa a Mãe Natureza é no design de biopolímeros e as vastas possibilidades que eles oferecem", diz Zou. "Acredito que haverá produtos incríveis derivados de biopolímeros, pois os próprios materiais estão nos ensinando como trabalhar com eles."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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