Das bolas de bowling às articulações da anca: os químicos desenvolvem uma alternativa reciclável aos plásticos duráveis
"Passámos 100 anos a tentar produzir polímeros que durassem para sempre, e apercebemo-nos de que isso não é bom"
Investigadores da Universidade de Cornell desenvolveram uma alternativa reciclável a uma classe de plásticos durável utilizada em artigos como pneus de automóveis, articulações de substituição da anca e bolas de bowling.
Conhecidos como termoendurecíveis, estes plásticos caracterizam-se por uma "estrutura polimérica reticulada" que garante a longevidade, mas também significa que estes materiais de base petroquímica - que constituem 15-20% de todos os polímeros produzidos - não podem ser reciclados.
"Atualmente, zero por cento dos materiais termoendurecidos em todo o mundo são reciclados - ou são incinerados ou enviados para aterros", afirma Brett Fors, Professor de Química e Biologia Química na Universidade de Cornell.
O laboratório de Fors abordou este desafio ambiental desenvolvendo uma alternativa feita de um material de origem biológica que tem a durabilidade e a moldabilidade dos termoendurecíveis reticulados, mas que pode ser facilmente reciclado e degradado.
"Todo o processo, desde o fabrico até à reutilização, é mais amigo do ambiente do que os materiais actuais", afirma Reagan Dreiling, estudante de doutoramento no Departamento de Química e primeiro autor do artigo publicado na Nature.
O grupo de Fors está a estudar o dihidrofurano (DHF), um monómero - ou bloco de construção química - que pode ser fabricado a partir de materiais biológicos e que tem potencial para vir a competir com as matérias-primas derivadas do petróleo.
Dreiling utilizou o DHF, um monómero circular com uma ligação dupla, como bloco de construção para duas polimerizações sucessivas, a segunda das quais resulta num polímero reticulado que pode ser reciclado por aquecimento e se degrada naturalmente no ambiente.
Os termoendurecíveis DHF têm propriedades semelhantes às dos termoendurecíveis comercialmente disponíveis, incluindo o poliuretano de alta densidade (utilizado em instrumentos electrónicos, embalagens e calçado, por exemplo) e a borracha de etileno-propileno (utilizada em mangueiras de jardim e vedantes de automóveis).
Ao contrário dos actuais termofixos petroquímicos, os materiais à base de DHF oferecem uma economia circular, diz Fors. Uma vez que o material é quimicamente reciclável, pode ser convertido novamente no seu bloco de construção básico, o monómero, e reutilizado a partir do zero. E se algum do material se escapar inevitavelmente para o ambiente, estes materiais degradar-se-ão em componentes inofensivos ao longo do tempo.
Os investigadores estão a trabalhar em aplicações que tornem o material baseado em DHF utilizável para impressão 3D. Estão também a fazer experiências para melhorar as propriedades com monómeros adicionais.
"Passámos 100 anos a tentar fabricar polímeros que durassem para sempre, e apercebemo-nos de que isso não é bom", disse Fors. "Agora estamos a fabricar polímeros que não duram para sempre, mas que se podem degradar no ambiente".
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