Plástico que dissolve na água pode combater crise dos microplásticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/11/2024

É parecido com um filme plástico comumente usado na cozinha, só que você pode se livrar dele junto com a água da pia.
[Imagem: Manjula-Basavanna et al. - 10.1038/s41467-024-53052-4]

Plástico que dissolve na água

Com os plásticos sintéticos poluindo quase todos os cantos do globo, e já aparecendo em alimentos e no corpo humano na forma de microplásticos e nanoplásticos, um novo tipo de plástico que dissolve integralmente na água pode indicar um caminho a seguir.

"O tipo de impacto que os materiais feitos pelo homem estão causando no mundo vivo está resultando em mudanças climáticas, poluição e muito mais," comenta o professor Avinash Basavanna, da Universidade Northeastern, nos EUA. "Uma das maneiras pelas quais podemos lidar com isso é tornar os materiais sustentáveis e também fazer materiais que sejam inteligentes."

Como um plástico comum que pudesse se dissolver na água provavelmente apenas potencializaria o problema dos nanoplásticos, a equipe partiu para trabalhar com os chamados materiais vivos projetados, que usam células vivas para produzir materiais funcionais.

A equipe chama seu bioplástico de MECHS, uma sigla para a expressão em inglês "materiais vivos mecanicamente engenheirados com compostabilidade, curabilidade e escalabilidade".

Isto quer dizer que os MECHS podem ser projetados para regenerar, regular e/ou responder a estímulos externos, como a luz, e podem até mesmo se curar se sofrerem algum dano. Além disso, diferentemente dos plásticos que poluem o planeta e nossos corpos, os materiais são biodegradáveis na água, ou até mesmo em uma composteira.

"Hoje, usamos muitos plásticos convencionais não biodegradáveis para aplicações nas quais eles não precisam ser usados," disse Neel Joshi, coordenador da equipe. "Se substituirmos isso pelo nosso plástico, você pode simplesmente jogá-lo no vaso sanitário e ele se biodegradará."

Princípio de construção do bioplástico, que é um material vivo engenheirado.
[Imagem: Manjula-Basavanna et al. - 10.1038/s41467-024-53052-4]

Bioplástico de bactérias

Embora materiais vivos projetados já tenham sido manipulados para aderir, catalisar e remediar, e até poderem ser macios ou rígidos, as soluções apresentadas até agora não eram escaláveis para produção generalizada. Foi pensando nisso que a equipe projetou o MECHS.

Essencialmente, o bioplástico consiste em bactérias E. coli geneticamente modificadas, na forma de células inteiras, distribuídas sobre uma matriz de nanofibras também produzidas pela própria bactéria, criando um material semelhante a um filme plástico usado para cobrir alimentos.

As fibras dão ao MECHS várias propriedades interessantes, como poder esticar como um filme plástico e ser funcionalizado pela adição de proteínas ou peptídeos, para torná-lo mais ou menos rígido. O bioplástico também é curável: Uma pequena quantidade de água desembaraça as fibras, que então se enredam novamente conforme o MECHS seca.

Mas basta colocar o filme em água abundante, ou em uma composteira, para que o material se dissolva - na verdade, os testes mostraram que ele se dissolve muito mais rapidamente do que outros plásticos biodegradáveis.

Finalmente, o material também pode ser facilmente produzido em massa, por um processo semelhante ao usado na fabricação de papel.

Comparação da degradação do bioplástico em uma composteira (em cima) e sua dissolução completa em água (embaixo).
[Imagem: Manjula-Basavanna et al. - 10.1038/s41467-024-53052-4]

Embalagens de frutas e vasos

Os pesquisadores vislumbram que seu plástico poderá ser usado para o que eles chamam de "embalagem primária", aquele plástico fino que protege a tela e a capa do seu celular, por exemplo. Cápsulas de detergente para lava-louças ou máquinas de lavar são outro uso potencial. Ou, proteínas embutidas nas fibras poderiam fornecer fertilizante à medida que se decompõem se o MECHS for usado para fabricar vasos para plantas. Mas a equipe já sabe por onde começar.

"Sendo a poluição plástica um problema global, estamos nos concentrando nas embalagens plásticas de frutas, que compreendem quase um terço do mercado de plásticos," contou Basavanna, notando que a vida útil típica dessas embalagens pode ser de alguns dias a dois anos.

"Para uma embalagem de vida útil tão curta, os plásticos petroquímicos, que podem levar centenas de anos para se biodegradar, são desnecessários em muitos casos e, portanto, uma alternativa sustentável como o MECHS, devido à sua biodegradabilidade, possibilidade de ser jogado no ralo e suas possibilidades de ajuste mecânico, pode ser um divisor de águas," completou o pesquisador.

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