Um novo catalisador poderia produzir plásticos biodegradáveis derivados de materiais renováveis - alternativas promissoras aos plásticos feitos de óleo.
A grande escala da fabricação de plásticos e as conseqüências ambientais associadas ao descarte iluminam os limites aos quais o planeta pode lidar com nosso modelo atual de utilização de recursos, “pegar, fabricar e descartar”. Plásticos biodegradáveis derivados de fontes renováveis oferecem uma alternativa atraente, mas ainda não conseguem igualar o preço e o desempenho dos plásticos de petróleo.
Tal como acontece com muitas reações químicas, a criação de poliésteres biodegradáveis requer a assistência de um catalisador - uma classe especial de produtos químicos que aumenta a taxa de uma reação ou a empurra sobre um obstáculo energético. Os catalisadores padrão usados para fazer plásticos biodegradáveis são à base de metais, que são difíceis ou caros de remover do material final e não se degradam no ambiente.
O grupo de pesquisa liderado por Robert Waymouth, da Universidade de Stanford, e James Hedrick, da IBM Research, apresenta um catalisador alternativo feito a partir de compostos orgânicos comuns.
Os pesquisadores criaram o catalisador ao reagir com ingredientes químicos comuns - tioureia com um alcóxido de metal. O resultado é um catalisador que é rápido e seletivo, o que significa que ele se destaca nas reações de aceleração e facilitação e que não altera a forma ou as propriedades do polímero resultante quando ele é formado.
"Enquanto muitos catalisadores são rápidos ou seletivos, esses catalisadores são ambos", diz Waymouth, professor de química. "Eles são simples de preparar, fáceis de usar e podem ser facilmente adotados por qualquer pessoa com conhecimentos básicos de química."
Além de reduzir o custo e o impacto ambiental, o novo design do catalisador é altamente ajustável, diz Waymouth, e pode ser usado para gerar diversas variedades de plásticos adequados para diferentes funções. O trabalho pode produzir ácido polilático, um poliéster biodegradável compostável comercial utilizado em plásticos descartáveis, tais como louças, copos, pratos e garfos. Ele também tem aplicações médicas para suturas, implantes e stents reabsorvíveis, bem como implantes biomédicos e materiais de entrega de medicamentos. Todos os dias itens como embalagens de alimentos e não-tecidos também são uma possibilidade.
Embora os resultados sejam baseados em uma década de pesquisa, eles são apenas os primeiros passos, dizem os pesquisadores. Como essa técnica é relativamente simples e os catalisadores são prontamente modificados, esses avanços podem levar a uma classe nova e amplamente útil de catalisadores - e, da mesma forma, plásticos biodegradáveis novos e úteis - além do que foi apresentado neste estudo.
"Nosso projeto de catalisador é simples e geral e pode ser útil não apenas para polimerização, mas para uma ampla gama de reações orgânicas", diz Xiangyi Zhang, o estudante de pós-graduação da Stanford que conduziu o trabalho experimental.
Financiamento parcial veio da National Science Foundation. O trabalho aparece em Nature Chemistry.
Fonte: Universidade de Stanford
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