A celulose é amplamente derivada de matéria vegetal e pode ser convertida em moléculas que podem ser usadas para criar novos polímeros recicláveis que fornecem alternativas sustentáveis a alguns plásticos. Pesquisadores da Universidade de Hokkaido deram um grande passo na criação de plásticos recicláveis e estáveis a partir de materiais vegetais. Este é um requisito fundamental para reduzir a carga da poluição plástica no meio ambiente.
Eles desenvolveram um método conveniente e versátil para criar uma variedade de polímeros usando produtos químicos extraídos da celulose vegetal; o melhor de tudo é que os polímeros são totalmente recicláveis. O método foi publicado na revista ACS Macro Letters.
A celulose é um dos componentes mais abundantes da biomassa vegetal e é uma parte fundamental das resistentes paredes celulares que cercam todas as células vegetais. A celulose é facilmente obtida a partir de resíduos vegetais, como palha e serradura, pelo que a utilização da celulose como matéria-prima para a produção de polímeros não reduz as terras agrícolas utilizadas para a produção de alimentos. A celulose é um polímero polissacarídeo de cadeia longa composto por múltiplos grupos de açúcares (especialmente glicose) ligados por ligações químicas.
Para criar o novo polímero, a equipe de pesquisa de Hokkaido utilizou duas pequenas moléculas disponíveis comercialmente, a levoglucosenona (LGO) e a diidrolevoglicosenona (Cyrene), feitas de celulose. Eles desenvolveram novos processos químicos para converter LGO e Cyrene em vários polímeros polissacarídeos não naturais. Ao alterar a estrutura química precisa do polímero, diferentes materiais podem ser gerados para uma variedade de aplicações possíveis.
“O maior desafio que enfrentamos é controlar a reação de polimerização que une moléculas menores de monômeros e obter materiais polissacarídeos que sejam estáveis o suficiente para aplicações comuns, ao mesmo tempo que podem ser decompostos e reciclados sob condições químicas específicas”.
Li acrescentou que a maior surpresa durante a pesquisa foi que os filmes poliméricos produzidos eram altamente transparentes, o que pode ser crítico para as aplicações especializadas para as quais esses polímeros parecem ser mais adequados. O professor Toshifumi Satoh, outro autor correspondente, acrescentou: Como esses materiais são bastante duros e podem ser difíceis de usar como materiais plásticos flexíveis, como sacolas plásticas, acho que eles são mais adequados para uso como materiais de alto desempenho em aplicações ópticas, eletrônicas e biomédicas.
Outros grupos de investigação em todo o mundo também estão a explorar o potencial da utilização de plantas para produzir plásticos em vez de polímeros, e alguns destes “bioplásticos” já estão disponíveis comercialmente, mas o grupo de Sato acrescenta uma nova oportunidade importante a este campo em rápido crescimento.
A equipa planeia agora explorar muito mais possibilidades, mas o número de variações estruturais possíveis é tão vasto que esperam unir forças com especialistas em química computacional, inteligência artificial e síntese automatizada para explorar estas opções.
"Esperamos que este trabalho leve ao desenvolvimento de uma variedade de polímeros polissacarídeos não naturais úteis como parte de um ciclo fechado sintético sustentável da biomassa à reciclagem eficiente."
Compilado de: ScitechDaily