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A produção de produtos químicos representa 40% de toda a energia atualmente utilizada na fabricação, e o processo também resulta em resíduos de solventes tóxicos que poluem o meio ambiente e representam riscos à saúde de humanos e animais. Um estudo recém-publicado na revista Ciência detalha um novo método de mecanoquímica que tem a capacidade de fabricar produtos químicos sem esses efeitos deletérios.
Pesquisadores da Nanoscience Initiative no Advanced Science Research Center do CUNY Graduate Center (CUNY ASRC), da University of Pennsylvania e da University of California-Merced adotaram uma abordagem única que oferece a oportunidade de usar a mecanoquímica na produção em larga escala. A técnica usa química orgânica e nanotecnologia para juntar moléculas e criar produtos químicos sem o uso de solventes caros que poluem o meio ambiente. As descobertas da equipe de pesquisa têm grandes implicações para vários setores de manufatura, incluindo a produção de produtos farmacêuticos e materiais para diversos fins médicos e industriais.
“Este é um avanço realmente emocionante, porque a descoberta torna a mecanoquímica um meio confiável de produzir produtos químicos e nos permite fazê-lo sem os subprodutos nocivos e a grande demanda de energia das técnicas de fabricação atuais”, disse o principal autor do estudo, Adam Braunschweig, um professor de Química e Bioquímica da Iniciativa de Nanociência CUNY ASRC e do Departamento de Química do Hunter College.
“Quando pressionamos as moléculas, descobrimos que elas se transformavam em formas novas e mais reativas, que requerem menos energia para se combinar e produzir uma substância química desejada”, disse o primeiro autor Yerzhan Zholdassov, aluno de doutorado do Braunschweig Lab.
O experimento permitiu aos pesquisadores medir a quantidade de força necessária para criar uma reação química previsível e confiável e mostrar que a mecanoquímica é uma técnica viável e escalável para a fabricação de produtos químicos de maneira mais sustentável e econômica. A nova técnica também pode ser usada para criar novos medicamentos e materiais que não podem ser criados com as técnicas atuais que dependem de solventes.
O co-autor Robert Carpick, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Mecânica Aplicada da Universidade da Pensilvânia, que colaborou neste projeto, acrescentou: “Esta descoberta não foi possível sem que os químicos se unissem aos engenheiros mecânicos de uma forma verdadeiramente interdisciplinar. O os químicos foram fundamentais para projetar e conduzir os experimentos, mas tivemos que combinar seu conhecimento de química de ponta com análise de mecânica avançada para entender – por meio de experimentos e teoria – como as forças mecânicas estão acelerando as reações químicas aqui. O trabalho em equipe fez a diferença.”
Esta pesquisa foi financiada pelo Centro de Controle Mecânico de Química da National Science Foundation (NSF) com apoio adicional da Divisão de Inovação em Pesquisa Biológica da NSF.
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