Milhares de milhões de toneladas de resíduos de plástico enchem o planeta. A maior parte acumulou-se no solo e nos oceanos ou desintegrou-se em partículas minúsculas, conhecidas como microplásticos, que poluem o ar e a água, penetrando na vegetação e nas correntes sanguíneas dos seres humanos e de outros animais, mas investigadores do Instituto Weizmann criaram um material composto biodegradável que pode ajudar a combater a crise global dos resíduos plásticos
A dimensão do perigo representado pelos plásticos aumenta a cada ano, uma vez que são feitos de moléculas maciças, conhecidas como polímeros, que não se biodegradam facilmente.
Atualmente, os plásticos biodegradáveis representam menos de um quinto da quantidade total de plástico produzido, e os processos necessários para os decompor são relativamente complicados.
Num estudo publicado na ACS Nano, Angelica Niazov-Elkan, Haim Weissman e Boris Rybtchinski do Departamento de Química Molecular e Ciência dos Materiais do Instituto Weizmann de Ciência criaram um novo plástico que se degrada facilmente utilizando bactérias. Este novo material, produzido através da combinação de um polímero biodegradável com cristais de uma substância biológica, tem três grandes vantagens: É barato, fácil de preparar e muito resistente.
Atualmente, muitas indústrias estão a adotar com entusiasmo os plásticos compostos, que são fabricados através da combinação de dois ou mais materiais puros e possuem várias propriedades benéficas, como a leveza e a resistência. Estes servem agora para fabricar peças-chave de uma grande variedade de produtos industriais, desde aviões e automóveis a bicicletas. Com o objetivo de criar um plástico que satisfizesse as necessidades da indústria e, ao mesmo tempo, fosse amigo do ambiente, os investigadores do Weizmann decidiram concentrar-se em materiais de origem comuns e baratos cujas propriedades pudessem ser melhoradas. Descobriram que as moléculas de tirosina — um aminoácido predominante que forma nanocristais excecionalmente fortes — podiam ser utilizadas como um componente eficaz num plástico composto biodegradável. Após examinarem a forma como a tirosina se combina com vários tipos de polímeros, escolheram a hidroxietilcelulose, um derivado da celulose, que é muito utilizada no fabrico de medicamentos e cosméticos.
Por si só, a hidroxietilcelulose é um material fraco que se desintegra rapidamente. Para a combinar com a tirosina, os dois materiais foram misturados em água a ferver. Quando arrefeceram e secaram, formou-se um plástico composto excecionalmente forte, feito de nanocristais de tirosina semelhantes a fibras que cresceram na hidroxietilcelulose e se integraram nela.
Numa experiência que revelou a força do novo plástico, uma tira de 0,04 milímetros de espessura do material resistiu a uma carga de 6 quilogramas. Além disso, a equipa descobriu que o novo material tinha várias outras caraterísticas únicas, tornando-o ainda mais útil para a indústria. Normalmente, quando um material é reforçado, perde plasticidade. Mas este novo plástico compósito, além de ser muito resistente, é também mais maleável do que o seu componente principal, a hidroxietilcelulose. Por outras palavras, a combinação dos dois materiais criou uma sinergia que se manifesta no aparecimento de propriedades extraordinárias e, consequentemente, tem um enorme potencial industrial.
Uma vez que tanto a celulose como a tirosina — cujos cristais podem ser encontrados em vários tipos de queijo duro — são comestíveis, o plástico compósito biodegradável pode efetivamente ser comido. Será que também é saboroso? Teremos de esperar para saber: uma vez que o processo de produção no laboratório não é suficientemente higiénico para os alimentos, os investigadores ainda não provaram o produto.
Boris Rybtchinski resume: “O estudo de acompanhamento que já iniciámos pode fazer avançar o potencial comercial deste novo material, uma vez que substituímos a fervura em água pela fusão, como é mais comum na indústria. Isto significa que aquecemos os polímeros biodegradáveis até ficarem líquidos e depois misturamos a tirosina ou outros materiais adequados. Se conseguirmos ultrapassar os desafios científicos e técnicos envolvidos neste processo, poderemos explorar a possibilidade de produzir este novo plástico compósito à escala industrial”.
A investigação de Boris Rybtchinski é apoiada pelo Centro Tom e Mary Beck para Materiais Avançados e Inteligentes e pelo Wolfson Family Charitable Trust & the Wolfson Foundation. Também participaram no estudo o falecido Eyal Shimoni, XiaoMeng Sui, Yishay Feldman e H. Daniel Wagner.
