Plástico reaproveitável e biodegradável

Resistência ao impacto é um dos motivos para o uso de plásticos em diversos setores da indústria. Ao mesmo tempo, a degradação difícil consolida esses materiais como grandes poluidores ambientais. Cientistas da Universidade de Osaka, no Japão, conseguiram equilibrar atributos de solidez e biodegradabilidade emum novo tipo de polímero plástico, que pode ser desconstruído apartir de uma enzima de origem
natural. O objetivo é facilitar a reciclagem do material.

O estudo, publicado pela revista Chem, apresenta um poliéster-poliuretano com ciclodextrinas adicionadas à sua estrutura.Essas últimas permitem a formação de ligações cruzadas móveis (movable crosslinks), que simultaneamente reforçam a estrutura e facilitam a biodegradação
do material criado em Osaka. O autor principal, Jiaxiong Liu, relatou em nota que o material foi reforçado em até oito vezes mais que um poliuretano padrão.

Ciclodextrinas são compostos sintéticos derivados da degradação do amido por uma enzima natural, cujas variações são produzidas em laboratório. Dispondo de cavidades hidrofóbicas e exterior hidrofílico, consistem em “receptores versáteis para uma variedade de substratos”,
como esclarece Marcia Aouada, pesquisadora do Departamento de Física e Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp).

Yoshinori Takashima, autor correspondente, compara as conexões criadas a partir desses compostos a pontes móveis. Ligações cruzadas permanentes tendem a acumular tensão nos pontos fixos, o que os fragiliza em relação a tensões externas, apesar de resistirem a flutuações
na estrutura. Quando utilizadas as ligações cruzadas móveis, “os pontos podem deslizar, distribuindo a tensão aplicada de maneira mais uniforme pelo plástico e tornando-o mais durável”, segundo Takashima.

Volumosas, as pontes de ciclodextrinas também aumentam o espaçamento entre as cadeias do plástico, o que dá fácil acesso a pontos de clivagem em que devem ser quebradas durante a degradação, no caso, aos ésteres. O processo ocorre dessa forma por conta de particularidades do agente escolhido para desintegrar esse plástico: uma segunda enzima, Novozym 435, derivada do fundo Candida antarctica.

Leticia Zanphorlin, pesquisadora do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em São Paulo, diz que caracterizar o
comportamento do plástico reforçado com ciclodextrinas na presença da enzima é uma novidade promissora do estudo. “Culminou em um
material mais fácil para degradação enzimática, ao mesmo tempo que manteve propriedades mecânicas e estruturais importantes para formar
novamente um polímero reutilizável depois de reciclado.”

Reciclagem

Os principais métodos de reciclagem utilizados hoje são mecânico, químico ou por incineração. Os produtos de cada um  desses tipos de processo servem a diferentes fins, que vão da fabricação de resinas ao aproveitamento da energia gerada na queima do material. No entanto,
essas soluções apresentam problemas em termos de qualidade do produto final, custo e impacto ambiental dos processos.

Por isso, a biodegradabilidade é um fator pioneiro na experiência da Universidade de Osaka, que deve ser aprimorado pelo refinamento nas opções de reciclagem. Yoshinori Takashima ressalta o potencial de combinar os produtos de degradação do poliuretano com resíduos de poliéster. A equipe está trabalhando nessa etapa complementar, que deve proporcionar uma reciclagem mais próxima da integral.

As ciclodextrinas estruturantes do novo plástico e a enzima catalisadora, que estimula sua degradação, são componentes que, aliados, o
tornam menos poluente e biodegradável. No entanto, isso não anula a necessidade de realizar a decomposição do material em ambiente controlado, como alertam o autor correspondente e as especialistas das universidades brasileiras. 

Takashima admite que a decomposição pela lipase, como a observada na pesquisa, é uma esterase comumente encontrada: assim, a degradação do plástico no ambiente seria possível.

Ele alerta, no entanto, que ela liberaria dióxido de carbono, um gás de efeito estufa. “Em vez disso, é crucial degradar e depois repolimerizar o polímero para reciclar recursos de forma eficaz. A criação de um sistema desse gênero completaria o ciclo fechado!”, acrescenta.

Questionada sobre a origem da enzima utilizada para desfazer o polímero, Leticia Zanphorlin diz não ser possível afirmar, a partir daí, se o fungo que produz a Novozym 835 teria capacidade de degradar sozinho o plástico.

Ela esclarece que a enzima purificada permite bom rendimento e maior controle do processo, como mostrado na pesquisa. “No caso de utilizar o fungo, novas variáveis são inseridas, como as células do microrganismo e esse novo processo teria que ser avaliado. Pode ser que, ao final, utilizar o fungo seja mais viável, mas isso precisa ser validado tanto experimentalmente, como em termos econômicos”, resume a especialista.