.
A cola mantém o mundo unido. Sem adesivos, grande parte da civilização humana moderna – incluindo os nossos telemóveis, carros, móveis, paredes e os pacotes que chegam à nossa porta – simplesmente desmoronaria.
O problema com todos esses adesivos é que eles não são sustentáveis. Uma equipe de químicos da Purdue University liderada por Jonathan Wilker, professor de química na Faculdade de Ciências e de engenharia de materiais, pretende mudar isso com um novo sistema adesivo totalmente sustentável. As descobertas da equipe foram divulgadas em um artigo em Natureza.
“Nossos adesivos atuais criam todo tipo de problemas ambientais”, disse Wilker. “Quase todas as colas são à base de petróleo e não se degradam. Os materiais colados nos nossos produtos permanecem colados. Consequentemente, não podemos reciclar muitos dos materiais que colocamos nos nossos contentores de reciclagem. Os produtos descartados ficarão em aterros sanitários durante séculos e, às vezes, contribuem para os microplásticos oceânicos.”
Wilker e seu laboratório passaram anos estudando a ciência das substâncias pegajosas, analisando animais marinhos que aderem, como mexilhões e ostras, e tentando criar adesivos melhores, sustentáveis e acessíveis que funcionem tão bem quanto qualquer cola da loja de ferragens. Ele tem em seu laboratório uma gaveta daquelas colas comerciais, que exalam um cheiro forte e familiar.
“Os produtos petroquímicos voláteis contidos nessas colas podem ser tóxicos, o que é mais um problema com as tecnologias atuais”, disse Wilker. Um exemplo é o compensado comum de material de construção, que é formado por pedaços de madeira unidos por adesivos à base de formaldeído. As casas recém-construídas liberam formaldeído, expondo os moradores a esse agente cancerígeno.
Estas substâncias são prejudiciais tanto ao ambiente como à saúde humana. Porém, as pessoas e as empresas estão acostumadas a usar adesivos tradicionais; eles são fortes, fáceis de produzir e relativamente baratos. Qualquer novo adesivo deve funcionar pelo menos tão bem quanto os produtos tradicionais, e é por isso que Wilker mantém aquela gaveta: para testá-los, lado a lado, contra substâncias inovadoras.
“Ao estudar como a natureza produz adesivos, estamos aprendendo como projetar novas tecnologias para a nossa sociedade futura”, disse Wilker. “Dados todos os problemas gerados pelas colas atuais, sentimos a obrigação de criar algo melhor. Idealmente, os novos adesivos serão de base biológica e não tóxicos. As resistências devem ser tão altas quanto as dos produtos atuais. Então, gostaríamos de colá-los fortemente quando necessário e também ser capaz de desmontar os substratos quando necessário. Outras restrições de projeto que enfrentamos, para ter impacto, são os custos que precisam ser baixos e ter todos os compostos iniciais disponíveis em larga escala.”
Após uma série de experimentos em uma variedade de diferentes ingredientes de origem biológica e sustentáveis, a equipe optou pelo óleo de soja epoxidado como componente principal. O óleo de soja epoxidado já é produzido globalmente em grande escala. Para o trabalho, o menor recipiente que puderam comprar foi um tambor de 55 galões da substância. Como cada experimento usa apenas um pouco de óleo de soja epoxidado, o nível no tambor caiu apenas alguns centímetros após vários anos de testes.
Wilker e sua equipe adicionaram o óleo de soja epoxidado ao ácido málico, um composto mais conhecido por dar às maçãs seu sabor ácido. Em seguida, adicionaram ácido tânico, para fornecer um aspecto da química que os mexilhões usam para se fixarem às rochas e uns aos outros. O ácido tânico é um componente dos taninos, comum nas árvores, no vinho tinto e no chá preto. Esses três ingredientes somados formam um adesivo barato, eficaz, escalonável, prático de produzir e totalmente sustentável.
“Se você combinar esses componentes nas condições certas, podem ser feitos adesivos tão fortes quanto os epóxis”, disse Wilker. Os epóxis são geralmente considerados a classe de adesivos de mais alto desempenho. “Todos os componentes são de base biológica, seguros e já estão disponíveis nas balanças dos vagões. Um bônus é que o adesivo é fácil de fazer. Basicamente, você pode misturar e aquecer os componentes.” Outros compostos de base biológica também podem ser usados com óleo de soja epoxidado, gerando uma família inteira de novos adesivos sustentáveis.
Para testar o desempenho do adesivo, os cientistas uniram objetos – madeira, plástico ou metais – e depois usaram um instrumento para quebrar as ligações e medir as forças. Em muitos casos, seus novos adesivos resistiram bem, às vezes com desempenho semelhante ou até melhor que os adesivos tóxicos tradicionais, como supercola e epóxi. Mais pesquisas irão refinar o sistema e trabalhar para maximizar os impactos sociais e ambientais em áreas que vão desde inovações médicas até materiais industriais e embalagens. As inovações da sua equipa podem abrir caminho para um sistema mais sustentável para manter o mundo unido.
Wilker divulgou seus adesivos ao Purdue Innovates Office of Technology Commercialization, que solicitou uma patente para proteger a propriedade intelectual. Esta pesquisa foi apoiada pelo Office of Naval Research.
.
