Lyndon French para The New York Times
Lyndon French para The New York Times

Pesquisadores criam plástico que se autodestrói

A durabilidade dos polímeros sintéticos que formam o plástico também o tornaram um vilão

Xiaozhi Lim, The New York Times

14 Agosto 2018 | 10h15

Adam Feinberg fez uma fina folha de plástico amarelo brilhante e depois a rasgou em pedacinhos. Para o logotipo da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, onde trabalha como químico, escolheu um molde em formato de “I”, encheu-o com os pedacinhos de plástico e o colocou em um forno.

"Abri o molde e lá estava esta linda letra 'I' amarela", lembrou. Seu novo plástico passou pelo primeiro teste - era fácil de moldar com o calor, como plástico comum. Feinberg colocou o "I" sob uma luz branca, e depois de cinco minutos, só restava a metade dele. O plástico não apenas derreteu, mas seus elementos básicos, os polímeros sintéticos em seu interior, reverteram para suas unidades moleculares.

A maioria dos polímeros sintéticos não foi projetada para se desintegrar ou desaparecer. Eles deveriam durar ao máximo quando começaram a substituir os metais e o vidro em produtos como automóveis e aviões. Mas os polímeros sintéticos se tornaram tão populares que agora se encontram na origem de bilhões de toneladas de lixo plástico - canudinhos, filtros de cigarro, tampas de copos de café etc. 

Nas últimas décadas, esta falta de correspondência entre o material e a vida útil do produto contribuiu para aumentar a quantidade de plásticos nos lixões e no ambiente. Segundo algumas estimativas, apenas 10% de todos os plásticos são reciclados.

As consequências disso para o meio ambiente incentivaram os químicos a construir polímeros com um mecanismo interno de autodestruição. "Na realidade, o truque consiste em produzi-los estáveis quando os usamos, e instáveis quando não queremos usá-los", explicou Marc Hillmyer, que dirige o Centro de Polímeros Sustentáveis na Universidade de Minnesota.

Isso exige que sejam escolhidos polímeros inerentemente instáveis, cujas unidades permaneceriam como pequenas moléculas. Os cientistas forçam tais moléculas a se ligarem em longas cadeias, e depois aprisionam os polímeros resultantes. O desmantelamento desses polímeros às vezes é chamado descompactação, porque, tão logo os polímeros encontram um gatilho que retira essas armadilhas, suas unidades diminuem até que os polímeros voltam completamente a ser pequenas moléculas.

Os polímeros de Feinberg foram aprisionados em loops circulares. Por si sós, os loops permaneceram estáveis. Para os plásticos autodestruidores, Feinberg mesclou os polímeros a uma tinta sensível à luz. Quando a luz brilha sobre o plástico, as moléculas de tinta energizadas arrancam os elétrons dos polímeros. Os círculos se quebram, expondo as terminações dos polímeros, e os polímeros se descompactam. Projetando armadilhas para falharem com certos gatilhos, como a luz ou o ácido, os cientistas podem controlar exatamente como e quando seus polímeros se descompactam.

Se as unidades forem unidas depois da descompactação para fazer novos polímeros, isso levará à reciclagem da substância química. A maior parte da reciclagem hoje em dia derrete o plástico e o remodela.

Do ponto de vista econômico, a substituição dos polímeros mais amplamente usados, como o polietileno (sacolas de mercado) ou o politereftalato (garrafas que podem ser utilizadas apenas uma vez) por polímeros descompactantes não é viável. Em vez disso, os cientistas estão se concentrando em materiais de maior valor, como as espumas de poliuretano usadas em colchões e assentos de carros.

Em 2016, Hillmyer e sua equipe fizeram um poliuretano quimicamente reciclável. A espuma permanece estável à temperatura ambiente, mas ela se descompacta acima de 200ºC.

Segundo Hillmyer, o emprego de materiais quimicamente recicláveis poderá tornar-se prático, principalmente se as companhias começarem a assumir a responsabilidade por seus produtos depois de sua vida útil. Se as companhias automotivas recebessem de volta um carro usado, por exemplo, faria sentido que existisse um sistema de reciclagem química interno para produzir novos materiais a partir dos velhos, afirmou.

"Trata-se, literalmente, da recuperação de matéria-prima", disse Jeannette Garcia, química de polímeros da IBM.

Enquanto aguardamos o surgimento desses polímeros de nova geração, os plásticos comerciais atuais ainda estão sendo produzidos à média de 400 milhões de toneladas ao ano.

"É absolutamente importante e imprescindível projetar novos polímeros",, disse Jeannette. Mas um problema maior, afirmou, é aprender a romper o legado dos polímeros. "É quase como o desafio do Santo Graal".

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