Reciclagem química fará plástico do futuro ter muitas vidas

Em algum dia de um futuro não muito distante, os plásticos que hoje fazem parte de nossos carros, eletrônicos e satélites podem estar vivendo sua segunda, 25ª ou talvez sua 250ª vida. Ou seja, a reciclagem química fará plástico do futuro ter muitas vidas.

Uma pesquisa recente da Universidade do Colorado Boulder, publicada no renomado periódico científico Nature Chemistry, detalha como um grupo de plásticos duráveis ​​– amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial e microeletrônica – pode ser decomposto quimicamente em blocos mais básicos de construção, para novamente se transformar no mesmo material.

Como este tipo de material é particularmente difícil de reciclar (visto que ele é projetado para manter sua forma e integridade em condições extremas de calor e outras condições adversas), sua decomposição representa um passo importante no desenvolvimento de polímeros de rede reparáveis ​​e totalmente recicláveis.

O estudo documenta como esse tipo de plástico pode ser decomposto e depois refeito perpetuamente, sem sacrificar suas propriedades físicas.

“Estamos pensando fora da caixa, sobre diferentes maneiras de quebrar ligações químicas“, disse Wei Zhang, principal autor do estudo e presidente do departamento de química. “Nossos métodos químicos podem ajudar a criar novas tecnologias e novos materiais, além de serem utilizados para ajudar a resolver a atual crise dos plásticos”.

Os resultados da pesquisa também sugerem que revisitar as estruturas químicas de outros materiais plásticos que estão presentes em nossas vidas pode resultar em descobertas semelhantes sobre como quebrar e reconstruir completamente suas ligações químicas e possibilitar que eles tenham uma produção circular.

Por serem extremamente convenientes, funcionais e baratos, os plásticos foram adotados de forma onipresente em nossas vidas e em quase todas as indústrias a partir dos meados do século XX. Contudo, à medida que sua demanda e produção passaram a crescer exponencialmente meio século depois, os plásticos passaram a representar um grande problema para a saúde das pessoas e do planeta.

A produção de plásticos requer grandes quantidades de petróleo e a queima de combustíveis fósseis. Os plásticos descartáveis ​​produzem centenas de milhões de toneladas de resíduos todos os anos que acabam tendo como destino os aterros sanitários, oceanos e até mesmo nossos corpos, na forma de microplásticos.

Portanto, para reduzir a poluição plástica e as emissões de combustíveis fósseis neste século, é fundamental fazer uma reciclagem correta do plástico, cujos métodos convencionais transformam mecanicamente seus polímeros em pó, para que possa ser queimado ou dissolvido por meio de enzimas bacterianas.

O objetivo é acabar com peças menores que podem ser usadas para outra coisa. Pense em sapatos feitos da reciclagem de pneus de borracha ou roupas feitas da reciclagem de garrafas plásticas de água. Embora não seja mais o mesmo material, o plástico não vai parar em um aterro sanitário ou no oceano.

E se você pudesse reconstruir um novo item do mesmo material? E se a reciclagem não oferecesse apenas uma segunda vida aos plásticos, mas uma experiência repetida e perpétua? Isso é exatamente o que os pesquisadores conseguiram: eles reverteram um método químico e descobriram que podem ao mesmo tempo quebrar e formar novas ligações químicas, transformando-as em um polímero particularmente de alto desempenho.

“Esta química também pode ser dinâmica, pode ser reversível e esse vínculo pode ser reformado”, disse Zhang. “Estamos pensando em uma maneira diferente de formar a mesma espinha dorsal, só que por diferentes pontos de partida.” Ou seja, transformando o polímero – “poli” significando “muitos” – em monômeros singulares (suas moléculas), um conceito de química reversa ou dinâmica.

O que é especialmente novo sobre este método mais recente é que ele não apenas criou uma nova classe de material polimérico que, como Legos, é fácil de construir, desmontar e reconstruir repetidamente, mas o método pode ser aplicado em polímeros existentes, especialmente os que são difíceis de reciclar.

Esses novos métodos químicos estão prontos para comercialização e também podem ser facilmente integrados à atual produção industrial.

“A criação de novos polímeros pode não apenas beneficiar o design e o futuro desenvolvimento de plásticos, mas também produzir conhecimento sobre como transformar e reciclar polímeros mais antigos”, disse Zhang. “Nossa nova abordagem possibilita preparar muitos materiais novos – alguns dos quais podem ter propriedades semelhantes aos plásticos que fazem parte de nossas rotinas”.

Esse avanço do circuito fechado na reciclagem de plásticos é inspirado no mundo natural, já que plantas, animais e seres humanos fazem parte de um sistema circular de reciclagem em nível planetário, disse Zhang.

“Por que não podemos fazer nossos materiais da mesma maneira?”

Mais informações podem ser obtidas no artigo científico: Wei Zhang, Recyclable and malleable thermosets enabled by activating dormant dynamic linkages, Nature Chemistry (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-01046-4.

Fonte: University of Colorado Boulder

Artigo original (em inglês) publicado pela Phys.Org.