Uma nova abordagem aos plásticos sustentáveis
A partir de agora, os investigadores melhoram a pegada ambiental do poliestireno através de aditivos inovadores
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O poliestireno é um dos plásticos mais importantes a nível mundial, mas ainda é considerado longe de ser sustentável. A sua produção depende de recursos fósseis, requer grandes quantidades de energia e o material raramente é reciclado. Uma equipa de investigação liderada pelo Helmholtz-Zentrum Hereon desenvolveu agora um poliestireno alternativo que contém matérias-primas renováveis, pode ser produzido de forma energeticamente eficiente e é degradável. Os resultados foram recentemente publicados na revista Chem Circularity.
O poliestireno é utilizado em embalagens de proteção para televisores e dispositivos eletrónicos, em painéis decorativos e rodapés para a construção de interiores e em placas de Petri. É um dos plásticos mais importantes do mundo, com quase 20 milhões de toneladas produzidas anualmente. O material é predominantemente derivado do petróleo bruto e raramente é reciclado. O poliestireno virgem é frequentemente mais barato do que o material reciclado, o que significa que os produtos usados são normalmente incinerados ou enviados para aterros sanitários. Tal como muitos outros plásticos, o poliestireno é altamente resistente à degradação no ambiente.
Os investigadores desenvolveram agora uma versão mais sustentável do poliestireno. «A combinação de matérias-primas renováveis, menor consumo de energia e maior reciclabilidade representa um grande passo em frente», afirma o investigador de doutoramento Phannaro Nhem, que está atualmente a realizar o seu doutoramento sob a orientação da Prof.ª Francesca Toma, diretora do Instituto de Materiais Funcionais para a Sustentabilidade da Hereon. O projeto contou também com a participação de investigadores da BTU Cottbus-Senftenberg, da Freie Universität Berlin e da Universidade Helmut Schmidt, em Hamburgo.
50 por cento de matérias-primas renováveis
O poliestireno convencional é produzido através da ligação química de moléculas de estireno para formar um material plástico. Durante este processo, as moléculas de estireno formam um polímero rígido, sendo necessário aquecer o recipiente de reação. A equipa de investigação complementou o estireno com o composto químico anidrido itacónico, que pode ser produzido através da fermentação de hidratos de carbono de origem vegetal, como o açúcar. O poliestireno resultante contém cerca de 50 por cento desta matéria-prima de base biológica.
O processo de fabrico também se tornou mais eficiente do ponto de vista energético. Em vez de utilizarem recipientes de reação aquecidos, os investigadores recorreram à radiação de micro-ondas como fonte de calor. «É semelhante a uma cozinha doméstica. Aquecer alimentos num fogão demora tempo e consome muita energia. As micro-ondas são muito mais rápidas», explica Phannaro Nhem. «A tecnologia de micro-ondas ainda não foi amplamente adotada na síntese de polímeros», afirma Francesca Toma. «No entanto, os nossos resultados sugerem que poderá tornar-se uma alternativa mais eficiente em termos energéticos para processos de polimerização controlados.»
Pontos de ruptura incorporados para reciclagem
A equipa também incorporou o composto DOT no material. Estas moléculas de DOT atuam como pontos de ruptura deliberadamente integrados na rede do polímero, permitindo que o material seja decomposto quimicamente em fragmentos mais pequenos no final do seu ciclo de vida. «Ao contrário do poliestireno convencional, o nosso material pode ser fragmentado em pedaços pequenos», afirma Nhem. Estes fragmentos mais pequenos podem, posteriormente, ser submetidos a um processamento químico adicional. As bactérias também são capazes de metabolizar os fragmentos, ao passo que não conseguem degradar a estrutura fortemente reticulada do poliestireno convencional.
«O novo polímero foi desenvolvido de acordo com o princípio do “design para degradação”, o que significa que foi concebido para uma degradação controlada no final da sua vida útil», acrescenta Francesca Toma. «Isto abre caminho para que o poliestireno integre ciclos de materiais fechados e uma economia circular.» Os testes iniciais demonstraram que o material pode ser processado utilizando equipamento convencional de moldagem por injeção. Utilizando a sua atual configuração à escala laboratorial, os investigadores produziram placas de Petri em miniatura com aproximadamente o tamanho de uma moeda de um euro. No futuro, contudo, poderá prever-se uma vasta gama de aplicações. Estudos preliminares com células estaminais humanas indicam também que o material é biocompatível e apresenta um desempenho tão bom quanto o do poliestireno disponível no mercado para aplicações de cultura celular.
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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