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Químicos da University of Colorado Boulder desenvolveram uma nova maneira de reciclar um tipo comum de plástico encontrado em garrafas de refrigerante e outras embalagens. O método da equipe depende de eletricidade e algumas reações químicas bacanas, e é simples o suficiente para que você possa observar o plástico se desfazendo diante de seus olhos.
Os pesquisadores descreveram sua nova abordagem para a reciclagem química em 3 de julho na revista Catálise Química.
O estudo aborda o problema crescente do lixo plástico em todo o mundo. De acordo com a Agência de Proteção Ambiental, os Estados Unidos produziram sozinhos quase 36 milhões de toneladas de produtos plásticos em 2018. A maioria dos resíduos acaba em aterros sanitários, disse a coautora do estudo, Oana Luca.
“Damos um tapinha nas costas quando jogamos algo na lixeira, mas a maior parte desse plástico reciclável nunca acaba sendo reciclada”, disse Luca, professor assistente do Departamento de Química. “Queríamos descobrir como poderíamos recuperar materiais moleculares, os blocos de construção dos plásticos, para que pudéssemos usá-los novamente.”
Na nova pesquisa, ela e seus colegas deram um passo mais perto de fazer exatamente isso.
O grupo se concentrou em um tipo de plástico chamado tereftalato de polietileno (PET), que os consumidores encontram todos os dias em garrafas de água, blisters e até mesmo em alguns tecidos de poliéster. Em experimentos de laboratório em pequena escala, os pesquisadores misturaram pedaços desse plástico com um tipo especial de molécula e aplicaram uma pequena voltagem elétrica. Em poucos minutos, o PET começou a se desintegrar.
A equipe tem muito mais trabalho a fazer antes que sua ferramenta de reciclagem possa dar uma mordida realista no problema mundial do lixo plástico. Mas ainda assim foi divertido ver o lixo, que pode permanecer em pilhas de lixo por séculos, desaparecer em questão de horas ou dias, disse o principal autor do estudo, Phuc Pham.
“Foi incrível observar o progresso da reação em tempo real”, disse Pham, estudante de doutorado em química. “A solução primeiro fica com uma cor rosa profunda, depois fica transparente à medida que o polímero se desfaz.”
lixo de uma pessoa
Luca disse que é uma maneira totalmente nova de pensar sobre as possibilidades do lixo. Lixeiras de reciclagem, observou ela, podem parecer uma boa solução para o problema mundial de plásticos. Mas a maioria dos municípios em todo o mundo tem lutado para coletar e separar a pequena montanha de lixo que as pessoas produzem todos os dias. O resultado: menos de um terço de todo o plástico PET nos EUA chega perto de ser reciclado (outros tipos de plástico ficam ainda mais atrás). Mesmo assim, métodos como derreter resíduos de plástico ou dissolvê-los em ácido podem alterar as propriedades do material no processo.
“Você acaba trocando os materiais mecanicamente”, disse Luca. “Usando os métodos atuais de reciclagem, se você derreter uma garrafa de plástico, pode produzir, por exemplo, uma daquelas sacolas plásticas descartáveis pelas quais agora temos que pagar no supermercado.”
Ela e sua equipe, por outro lado, querem encontrar uma maneira de usar os ingredientes básicos de velhas garrafas de plástico para fazer novas garrafas de plástico. É como destruir seu castelo de Lego para que você possa recuperar os blocos e criar um prédio totalmente novo.
tesouro de outro
Para conseguir esse feito, o grupo recorreu a um processo chamado eletrólise – ou uso de eletricidade para quebrar moléculas. Os químicos, por exemplo, há muito sabem que podem aplicar uma voltagem a béqueres cheios de água e sais para dividir essas moléculas de água em hidrogênio e gás oxigênio.
Mas o plástico PET é muito mais difícil de dividir do que a água. No novo estudo, Pham triturou garrafas de plástico e misturou o pó em uma solução. Em seguida, ele e seus colegas adicionaram um ingrediente extra, uma molécula conhecida como [N-DMBI]+ sal, à solução. Pham explicou que, na presença de eletricidade, essa molécula forma um “mediador reativo” que pode doar seu elétron extra ao PET, fazendo com que os grãos de plástico se desfaçam. Pense nisso como o equivalente químico de entregar um golpe de caratê em uma tábua de madeira.
Os pesquisadores ainda estão tentando entender exatamente como essas reações ocorrem, mas foram capazes de quebrar o PET em seus blocos de construção básicos – que o grupo poderia recuperar e, potencialmente, usar para fazer algo novo.
Implantando apenas equipamentos de mesa em seu laboratório, os pesquisadores relataram que poderiam quebrar cerca de 40 miligramas (uma pequena pitada) de PET durante várias horas.
“Embora este seja um grande começo, acreditamos que muito trabalho precisa ser feito para otimizar o processo, bem como escalá-lo para que possa eventualmente ser aplicado em escala industrial”, disse Pham.
Luca, pelo menos, tem algumas ideias gerais para a tecnologia.
“Se eu fosse um cientista maluco, usaria esses métodos eletroquímicos para quebrar muitos tipos diferentes de plástico de uma só vez”, disse Luca. “Dessa forma, você poderia, por exemplo, ir a esses enormes depósitos de lixo no oceano, colocar todo esse lixo em um reator e obter muitas moléculas úteis de volta”.
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