Cientistas desenvolvem plástico infinitamente reciclável

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Equipe do Berkeley Lab criou o plástico PDK, que pode ser desmontado e montado em novos materiais de qualquer cor, forma ou textura

O plástico PDK é a mais nova criação de uma equipe de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, do Departamento de Energia dos Estados Unidos (Berkeley Lab). O material é um plástico infinitamente reciclável, cuja estrutura molecular pode ser desmontada e remontada em diferentes formas, cores ou texturas, sem nunca perder suas características.

Chamado de poli(dicetoenamina), ou PDK, o novo plástico funciona como um Lego e suas moléculas são facilmente separáveis de aditivos usados para dar cor ou formato, diferente do que ocorre com a maioria dos plásticos. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Chemistry.

O plástico é um material leve e resistente, com diversas aplicações. Os problemas aparecem na hora do descarte. Por serem feitos com muitos aditivos, como corantes, por exemplo, poucos plásticos podem ser reciclados sem perda de desempenho ou estética.

Mesmo o PET, o mais reciclável dos plásticos atuais, tem sua taxa de reciclagem em apenas 20 a 30%, com o restante indo para incineradores, aterros, lixões, rios e oceanos, onde a estrutura rica em carbono leva séculos para se decompor ou polui o meio ambiente.

De garrafas de água a equipamentos cirúrgicos, todos os plásticos são compostos por grandes moléculas chamadas polímeros, formados por sua vez por unidades de carbono menores e iguais entre si, os monômeros.

Cientistas que criaram o plástico PDK
Da esquerda para a direita, Peter Christensen, Kathryn Loeffler e Brett Helms. Imagem: Marilyn Chung/Berkeley Lab

“A maioria dos plásticos nunca foi feita para ser reciclada”, explica o principal autor do artigo, Peter Christensen. “Mas descobrimos uma nova maneira de produzir plásticos que leva a reciclagem em consideração a partir de uma perspectiva molecular”.

Segundo os pesquisadores, o problema com muitos plásticos é que os químicos adicionados para torná-los úteis – como enchimentos que tornam um plástico duro, ou plastificantes que tornam um plástico flexível – permanecem fortemente ligados aos monômeros do plástico, continuando ali mesmo depois que o material já foi processado em uma usina de reciclagem.

Durante a reciclagem, chegam nas usinas plásticos com diferentes composições químicas, como plásticos duros, elásticos, transparentes e coloridos. Eles são todos misturados e triturados em pedaços. Quando essa mistura é derretida para virar um novo material, é difícil prever quais propriedades herdarão dos plásticos originais. Atualmente, essa incerteza é o que impede que o plástico se tornasse um material circular (como é o caso do alumínio).

Rumo ao plástico circular

plástico PDK
Time-lapse mostra um pedaço de plástico PDK em ácido se separando em blocos. O ácido ajuda a quebrar as ligações entre os monômeros do plástico PDK e os aditivos que lhe conferem forma e aparência. Peter Christensen/Berkeley Lab

Diferente dos plásticos convencionais, os monômeros de plástico PDK podem ser recuperados e liberados de quaisquer aditivos compostos simplesmente mergulhando o material em uma solução altamente ácida. O ácido ajuda a quebrar as ligações entre os monômeros e separá-los dos aditivos químicos que dão ao plástico sua aparência e sensação.

“Estamos interessados ​​na química que redireciona o ciclo de vida dos plásticos de linear para circular”, disse Brett Helms, líder da pesquisa. “Nós vemos uma oportunidade de fazer a diferença para onde não há opções de reciclagem.” Isso inclui adesivos, capinhas para celular, pulseiras de relógio, sapatos, cabos de computador e termorrígidos criados a partir da modelagem de material plástico quente.

Os pesquisadores planejam desenvolver o plástico PDK com uma ampla gama de propriedades térmicas e mecânicas para aplicações tão diversas quanto têxteis, impressão 3D e espumas. Além disso, eles querem expandir as formulações incorporando materiais à base de plantas e outras fontes sustentáveis.

A tecnologia do plástico PDK está disponível para licenciamento e colaboração. Quem tiver interesse pode entrar em contato com o Escritório de Propriedade Intelectual do Berkeley Lab.



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