♻️ Plásticos indestrutíveis? Dois avanços para transformar poliestireno e polietileno

Químicos de Bordéus e Marselha conseguiram transformar dois dos plásticos mais utilizados, mas também dos mais difíceis de reciclar quimicamente: o poliestireno e o polietileno. Graças a processos suaves, sem metais e de baixo consumo energético, eles abrem caminho para uma nova era da reciclagem e da valorização de resíduos plásticos.

Os plásticos fabricados a partir de petróleo têm as desvantagens das suas vantagens: concebidos para serem resistentes e recalcitrantes à degradação, permanecem muito difíceis de reciclar (menos de 10 % são reciclados), causando problemas significativos de poluição dos solos e dos oceanos e ameaçando a saúde dos ecossistemas. Quanto ao poliestireno (PS), muito utilizado em embalagens alimentares e isolamento, menos de 5 % são reciclados em França. Todos os anos, centenas de milhares de toneladas acabam no nosso lixo.


Para mudar o jogo, cientistas do Laboratório de Química de Polímeros Orgânicos (CNRS/Bordeaux INP/Universidade de Bordéus) e do laboratório Biodiversidade e Biotecnologias Fúngicas (INRAE/Universidade de Aix-Marselha) imaginaram uma solução simples e robusta: usar enzimas provenientes de fungos para o degradar.

O seu truque? Colocar este polímero na forma de nanopartículas estáveis em água com a ajuda de um surfactante e na presença de oxigénio. O poliestireno assim formulado torna-se mais acessível às enzimas, que cortam as longas cadeias do polímero em fragmentos mais pequenos, até obter moléculas de valor acrescentado, como o ácido benzoico e o benzaldeído.

Estas moléculas já são utilizadas no dia a dia: o ácido benzoico pelas suas propriedades antifúngicas e antibacterianas, o benzaldeído pelo seu perfume de amêndoa. Mas os seus métodos de produção permanecem muito intensivos em energia. Produzi-las diretamente a partir de resíduos plásticos graças a enzimas constituiria, portanto, um avanço maior para o ambiente e a economia circular. O processo, ainda em desenvolvimento, permite imaginar um futuro fascinante em que potes de iogurte usados seriam transformados em medicamentos ou aromas.

Num segundo estudo, em colaboração com o Instituto de Ciências Moleculares (CNRS/Bordeaux INP/Universidade de Bordéus), a equipa ataca o polietileno (PE), o plástico mais produzido no mundo (mais de 150 milhões de toneladas anuais). Desta vez, não se trata de o quebrar, mas de o transformar quimicamente num novo material de alto valor acrescentado.


Para isso, os cientistas utilizam um oxidante simples e barato: o nitrito de terc-butilo. Ativado pela luz visível, gera radicais, espécies muito reativas capazes de arrancar um átomo de hidrogénio da cadeia do polietileno e substituí-lo por novas funções químicas, oximas (C=N-OH) ou cetona (C=O), sem recorrer a catalisadores metálicos.

As equipas de Bordéus demonstraram que esta modificação química também pode ser realizada por via térmica numa extrusora para um tratamento de resíduos de PE em escalas compatíveis com a indústria da reciclagem. As funções assim enxertadas constituem "pontos de entrada" na cadeia polimérica que permitem, em seguida, transformar o material, modificar a sua rigidez, o seu comportamento mecânico ou a sua polaridade para o tornar mais compatível com outros plásticos ou solventes.

O estudo oferece assim uma dupla perspetiva: reciclar mais eficazmente os plásticos à base de PE e aceder a polímeros inovadores dotados de propriedades moduláveis e de maior valor acrescentado. A longo prazo, estes avanços poderiam mesmo permitir conceber plásticos "inteligentes", pensados desde a sua fabricação para serem transformados, reparados ou reciclados de forma mais limpa.

Estes dois estudos, publicados na Angewandte Chemie International Edition, ilustram uma mudança de paradigma na química dos plásticos e na sua circularidade.

Redator: AVR