Transformar resíduos em futuro: cientistas produzem materiais de base para o nylon a partir de poliestireno
As bactérias foram induzidas a decompor o poliestireno e a convertê-lo em substâncias químicas úteis
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Ainda parece ficção científica, mas funciona de facto: bactérias que utilizam substâncias nocivas para o ambiente, como o poliestireno, para produzir as matérias-primas do nylon sem necessidade de petróleo bruto. Foi exatamente isso que o Professor de Biotecnologia de Saarbrücken, Christoph Wittmann, e outros colegas de disciplinas vizinhas conseguiram agora. Publicaram o seu funcionamento exato no Chemical Engineering Journal.
Nem todos os resíduos de plástico são iguais. Enquanto um plástico pode ser facilmente reciclado, a situação pode ser muito diferente para outro. "O poliestireno é uma dessas crianças problemáticas", diz Christoph Wittmann. O professor de Biotecnologia de Sistemas da Universidade do Sarre dedicou toda a sua carreira de investigador a investigar a forma como determinados plásticos podem ser eliminados ou reciclados de uma forma amiga do ambiente. Graças ao seu trabalho e ao dos seus colegas, o "menino-problema" poliestireno, cuja variedade mais conhecida, o poliestireno, é provavelmente familiar a toda a gente, pode agora perder o seu estatuto e talvez até tornar-se uma matéria-prima muito procurada para produtos químicos de base.
Todos os anos, são produzidos em todo o mundo 20 milhões de toneladas de resíduos de poliestireno, dos quais apenas uma pequena parte pode ser reciclada. Se Christoph Wittmann levar a sua avante, isto poderá em breve ser uma coisa do passado. Juntamente com químicos de polímeros do grupo de trabalho do Professor Markus Gallei e cientistas de materiais do Instituto Leibniz para Novos Materiais (INM) em Saarbrücken, bem como outros parceiros de Dortmund e Viena, o biotecnólogo do Sarre conseguiu que as bactérias decompusessem os blocos moleculares do poliestireno e os convertessem em produtos químicos úteis. Os blocos de construção necessários foram previamente extraídos dos resíduos de poliestireno através de um processo de poupança de energia - lançando assim as bases para a utilização microbiana.
De uma forma simples, claro. Como se pode imaginar, não se pode dar um discurso educativo a uma bactéria da espécie Pseudomonas putida com um dedo indicador levantado. Em vez disso, são necessários anos de trabalho de laboratório para manipular o metabolismo da bactéria em doses tão finas que ela desenvolve um apetite por blocos de construção de poliestireno (muito poucas bactérias assim por natureza) e também é motivada a excretar substâncias úteis como um "produto digestivo".
Estas substâncias incluem o ácido mucónico, que, por sua vez, pode ser decomposto em ácido adípico e hexametilenodiamina. "E cada um destes dois tem seis átomos de carbono e dois grupos ácidos ou amino", explica Christoph Wittmann. Os químicos vão agora ficar atentos, porque: "Estes são os dois componentes para a produção de nylon", explica o cientista. E o nylon, por sua vez, desempenha um papel importante no mundo dos plásticos. Inúmeros objectos do quotidiano contêm nylon, desde os famosos collants de nylon a tapetes, bancos de automóveis e até utensílios de cozinha, abraçadeiras e cavilhas. Isto torna claro que o "upcycling" biológico transforma o poliestireno, que é difícil de reciclar, numa matéria-prima valiosa para plásticos técnicos de alta qualidade e até mesmo plásticos de alto desempenho - um verdadeiro ganho em relação à "reciclagem" tradicional.
O processo de Saarbrücken, que também foi desenvolvido graças ao financiamento do projeto "Repurpose" da UE, está agora a abrir abordagens completamente novas para a indústria química manter os muitos milhões de toneladas de resíduos de poliestireno no ciclo de materiais e obter novas matérias-primas a partir deles. "O ponto alto é o facto de os nossos colegas do INM, liderados por Aránzazu del Campo, terem conseguido provar que os materiais obtidos através do nosso processo têm as mesmas propriedades que os materiais que são produzidos de raiz na fábrica com base no petróleo bruto", afirma Christoph Wittmann. As propriedades materiais dos plásticos fabricados a partir de poliestireno reciclado são, portanto, as mesmas que as dos plásticos novos. Este facto é importante, por exemplo, para a resistência dos produtos. Assim, duram tão bem como os produtos fabricados a partir de petróleo bruto "fresco".
Os investigadores também puderam obter estes conhecimentos graças à excelente colaboração e às curtas distâncias no campus da Universidade do Sarre. "É uma caraterística muito especial aqui em Saarbrücken", explica o biotecnólogo. Hoje em dia, nenhum investigador consegue trabalhar isoladamente, especialmente no seu próprio domínio. "A sustentabilidade precisa de equipas interdisciplinares", diz ele. "Não se pode fazer tudo sozinho".
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 Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Michael Kohlstedt, Fabia Weiland, Samuel Pearson, Devid Hero, Sophia Mihalyi, Laurenz Kramps, Georg Gübitz, Markus Gallei, Aránzazu del Campo, Christoph Wittmann; "Biological upcycling of polystyrene into ready-to-use plastic monomers and plastics using metabolically engineered Pseudomonas putida"; Chemical Engineering Journal
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