Construir e partir plásticos com luz
O químico da TU/e revela uma tecnologia inovadora de reciclagem em circuito fechado alimentada por luz LED.
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E se a reciclagem de plásticos fosse tão simples como acionar um interrutor? Na TU/e, o Professor Assistente Fabian Eisenreich está a tornar essa visão uma realidade, utilizando a luz LED para criar e decompor uma nova classe de plásticos de alto desempenho. Este material inovador permite uma reciclagem verdadeiramente circular, uma vez que este processo pode ser repetido vezes sem conta, sem qualquer perda de qualidade. Publicada na edição Rising Stars da revista Advanced Materials, esta investigação marca um avanço na química sustentável e poderá reformular a forma como tratamos os resíduos plásticos no futuro.
O estudante de doutoramento Ahsen Sare Yalin (à esquerda) e o professor assistente Fabian Eisenreich trabalharam em conjunto na tecnologia de reciclagem em circuito fechado utilizando um fotoreactor.
Roegaya Sabera
A exposição à luz cliva as ligações químicas estáveis na cadeia do polímero, permitindo a recuperação dos blocos de construção originais.
Fabian Eisenreich
"De facto, somos designers moleculares", é assim que Eisenreich se descreve a si próprio e aos seus colegas cientistas do grupo de investigação Polymer Performance Materials. Nos seus laboratórios, no Departamento de Engenharia Química e Química, é nisso que se concentram: "A nossa linha de investigação centra-se no 'design para reciclagem'. Criamos novos polímeros para permitir estratégias inovadoras de reciclagem de plásticos. Ao mesmo tempo, utilizamos materiais orgânicos (de base biológica), evitamos substâncias tóxicas e minimizamos os resíduos para manter todo o processo tão sustentável quanto possível."
A qualidade das cadeias poliméricas deteriora-se
Estes polímeros são desenvolvidos para permitir a reciclagem química em circuito fechado, o objetivo final do grupo de investigação. "Os plásticos são normalmente constituídos por cadeias de polímeros moldáveis. Devido à forma atual como os plásticos são normalmente reciclados - em poucas palavras: aquecimento, fusão e remodelação - a qualidade dessas cadeias de polímeros deteriora-se com o tempo. Por isso, não se pode continuar a fazer isso indefinidamente, o que significa que, eventualmente, terá de ser produzido novo plástico".
A reciclagem química em circuito fechado é, portanto, a alternativa ideal, de acordo com Eisenreich: "Com a reação química certa, uma cadeia de polímeros pode ser decomposta seletivamente nos seus blocos de construção originais. Estes podem então ser reutilizados para fazer exatamente o mesmo polímero, com propriedades e qualidade idênticas". Para o conseguir, são necessários polímeros concebidos para sofrer essa reação precisa - daí o foco da investigação do grupo Polymer Performance Materials.
Divisão selectiva de um polímero com luz
Neste contexto, Eisenreich especifica a sua própria investigação sobre reciclagem fotoquímica, alimentada por luz LED. "A produção de polímeros através da luz é relativamente simples. Mas quebrá-los e fabricá-los novamente da mesma forma, também conhecido como reciclagem, é muito mais complicado e, portanto, uma linha de investigação totalmente nova. O desafio consiste em utilizar a luz para dividir seletivamente as ligações químicas estáveis dentro do polímero, de modo a que os blocos de construção originais possam ser recuperados".
Recentemente, Eisenreich e Ahsen Sare Yalin, um doutorando do terceiro ano do seu grupo, foram os primeiros a conseguir realizar este truque no seu laboratório. Trata-se de um feito inédito e, por isso, digno de ser publicado na edição Rising Stars da revista científica Advanced Materials. Dois grandes feitos de que nos devemos orgulhar, mas que são também um prelúdio para os benefícios futuros desta nova tecnologia de reciclagem.
A exposição à luz cliva as ligações químicas estáveis na cadeia do polímero, permitindo a recuperação dos blocos de construção originais. Ilustração: Fabian Eisenreich
Remodelar a forma como lidamos com os resíduos de plástico
"Vemos isto como um avanço na química sustentável que pode remodelar a forma como lidamos com os resíduos de plástico no futuro", diz Eisenreich. "De momento, o nosso polímero de design ainda é um material de nicho e, por isso, não é adequado para aplicações plásticas quotidianas. Em vez disso, destina-se a utilizações especializadas, por exemplo, como um adesivo reciclável que se liga fortemente ao vidro e a outros plásticos".
Em última análise, o desenvolvimento futuro deverá alargar as possibilidades de aplicação. Além disso, Eisenreich vê muito potencial na tecnologia de reciclagem em circuito fechado com luz. "Também trabalho na impressão 3D de polímeros recicláveis utilizando a luz, o que é um processo muito interessante. Começa-se com um material líquido que assume uma forma sólida assim que a luz incide sobre ele. É possível utilizar este processo para imprimir objectos 3D complexos".
O seu santo graal é conseguir um dia realizar a reciclagem fotoquímica de plásticos tradicionais utilizando apenas a luz solar. "Assim, não precisaríamos de nenhuma outra fonte de energia. Não seria fantástico?" A descoberta química de Eisenreich está, portanto, a lançar uma nova luz não só sobre a reciclagem de plásticos, mas também sobre toda a sua área. "Não se trata apenas de um novo material. É um novo caminho a seguir".
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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