Bioplástico de fubá tem capacidade de autocura, consertando-se de danos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2023

Os pesquisadores conseguiram eliminar os maiores entraves para a fabricação do bioplástico de amido.
[Imagem: Xiaoqian Zhang et al. - 10.1016/j.gee.2023.08.002]

Bioplástico de amido

Pesquisadores desenvolveram uma nova estratégia para o desenvolvimento de bioplásticos sustentáveis e verdadeiramente biodegradáveis: São plásticos de amido, sobretudo de amido de milho, o conhecido fubá.

Os produtos possuem vantagens integradas, incluindo flexibilidade, excelente processabilidade térmica, são à prova d'água, resistentes a solventes e apresentam a propriedade da autocura, ou seja, eles se consertam sozinho se danificados.

Com tantos atrativos, esses bioplásticos de amido estão se apresentando como substitutos viáveis para os plásticos à base de petróleo, sobretudo após as denúncias de cientistas sobre o lado ruim dos plásticos vendidos como biodegradáveis e o problema crescente da poluição com microplásticos.

O amido é tecnicamente um material interessante para a produção de bioplásticos, mas limitações como fragilidade, hidrofilicidade e propriedades térmicas restringem sua aplicação mais ampla.

Em resposta a estas preocupações, Xiaoqian Zhang e colegas da Universidade de Tecnologia do Sul da China apresentaram agora uma nova estratégia para fabricar um plástico de amido, de base totalmente biológica, que apresenta várias vantagens, incluindo uma flexibilidade superior, capacidade à prova de água, excelente processabilidade térmica e auto-adaptabilidade.

"O amido nativo apresenta grande rigidez devido à forte ligação de hidrogênio entre suas cadeias moleculares, resultando em desafios durante o processamento térmico," explicou Zhang. "Uma rede covalente adaptável foi construída para efetivamente enfraquecer as ligações de hidrogênio e melhorar o relaxamento do estresse das cadeias de amido."

A capacidade de autocura é uma das grandes vantagens do plástico de amido: Se cortado, ele pode ser novamente emendado.
[Imagem: Xiaoqian Zhang et al. - 10.1016/j.gee.2023.08.002]

Plástico que se conserta sozinho

O plástico de amido produzido pela equipe é transparente e apresenta a inusitada capacidade de autocura, conseguindo se autorreparar não apenas de arranhões, mas também de danos em áreas extensas e até de cortes totais. Para isso, basta adicionar o mesmo material em pó sobre o corte. A cura é tão perfeita que mal dá para ser vista ao microscópio.

"Na produção do plástico de amido totalmente biológico, o amido dialdeído foi submetido a uma reação branda de base de Schiff com uma diamina à base de óleo vegetal. Essa reação resultou na formação de ligações iminas dinâmicas, que exibiram a capacidade de serem clivadas e reformadas reversivelmente sob estimulação térmica. Consequentemente, o plástico de amido demonstrou notável processabilidade térmica," descreveu Zhang. "Além disso, a presença de longas cadeias alifáticas na diamina aumentou o impedimento estérico das cadeias das moléculas de amido, levando a uma maior flexibilidade e hidrofobicidade do plástico de amido."

A eficiência de autocura atingiu mais de 88% em termos de propriedades mecânicas. "Através deste estudo, introduzimos com sucesso uma nova estratégia de projeto para o desenvolvimento de bioplásticos sustentáveis, processáveis termicamente e degradáveis, usando materiais totalmente de base biológica," disse o professor Xiaohui Wang, coordenador da equipe.

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