Notícia

Inspirados na Natureza e com ajuda da Biologia Sintética, pesquisadores buscam novas alternativas aos plásticos

Fonte

Universidade de Washington em St. Louis

Data

quarta-feira, 31 janeiro 2024 11:50

Áreas

Biologia. Biologia Sintética. Biotecnologia. Ecologia. Economia. Embalagens. Engenharia Ambiental. Gestão Ambiental. Gestão de Resíduos. Indústria. Inteligência Artificial. Materiais. Negócios. ODS. Química Verde. Saúde. Saúde Ambiental. Sociedade. Sustentabilidade. Tecnologias. Toxicologia.

Apesar dos esforços para reduzir a utilização de plásticos ou reciclá-los, a maior parte do plástico produzido no mundo acaba em aterros, nos oceanos ou despejado, trazendo consigo efeitos catastróficos para o ambiente, para os ecossistemas e para a economia.

Para ajudar a resolver essa questão, uma equipe de pesquisadores da Escola de Engenharia da Universidade de Washington em St. Louis, nos Estados Unidos, estabeleceu o Centro de Pesquisa em Biologia Sintética para a Manufatura de Materiais Avançados (SMARC), com a finalidade de criar um ecossistema integrado de educação, pesquisa e inovação que facilite a convergência entre múltiplas disciplinas e áreas de pesquisa.

A missão do SMARC é ampliar as fronteiras do conhecimento através da pesquisa convergente, desenvolvendo caminhos para formar uma força de trabalho industrial que possa aproveitar a inteligência artificial e a transformação biológica na produção de novos materiais. O SMARC também deve alavancar um ambiente de diversidade e inclusão para maximizar o capital humano e aumentar a inovação na fabricação de materiais biológicos sintéticos, compreendendo e superando barreiras à adoção de tecnologia em parceria com a indústria.

O Dr. Marcus Foston e o Dr. Fuzhong Zhang, professores de Engenharia de Energia, Ambiental e Química na Universidade de Washington em St. Louis, lideram o SMARC, que conta com um financiamento de US$ 3,6 milhões (cerca de R$ 17,9 milhões) da National Science Foundation. Com este financiamento, a equipe planeja desenvolver uma nova classe de materiais biologicamente sintetizados, à base de proteínas e biodegradáveis, que aproveitem a inspiração da natureza para substituir os plásticos tradicionais derivados do petróleo.

“Nossa visão é um futuro em que os avanços na biologia sintética, na biotecnologia e na biofabricação, no aprendizado de máquina, nas ciências sociais, na ciência dos materiais e na mecânica convergem para fazer a transição do mundo em direção ao uso generalizado de plásticos bioderivados e biodegradáveis a partir de matérias-primas renováveis”, disse o professor Foston.

Também fazem parte da equipe de liderança do Centro na Universidade de Washington o Dr. Guy Genin, professor de Engenharia Mecânica, e o Dr. Roman Garnett, professor de Ciência da Computação e Engenharia. Pesquisadores da Universidade Northwestern, da Universidade Estadual de Iowa e da Universidade do Sul da Flórida, nos Estados Unidos, reúnem uma convergência de conhecimentos interdisciplinares com foco na evolução da economia dos plásticos, desenvolvendo uma plataforma para a descoberta de materiais biológicos sintéticos com as propriedades desejadas.

Os professores Marcus Foston e Fuzhong Zhang liderarão uma equipe que inclui especialistas em Biologia Sintética, Aprendizado de Máquina, Ciência de Polímeros, Mecânica de Materiais e Simulação Computacional de Materiais. Eles usarão aprendizado de máquina auxiliado por abordagens de triagem e simulação de materiais para acelerar o processo de descoberta de sequências de proteínas promissoras que podem ser usadas para produzir materiais biodegradáveis com propriedades específicas para substituir plásticos em aplicações de alto e baixo valor. Além disso, desenvolverão métodos biológicos sintéticos e micróbios geneticamente modificados para produzir materiais à base de proteínas de forma sustentável e econômica.

Embora grande parte da indústria de biofabricação tenha se concentrado em medicamentos e bioterapêuticos, o SMARC se concentrará em problemas científicos e de engenharia fundamentais que ocorrem durante as fases de projeto, desenvolvimento e fabricação de materiais biológicos sintéticos, com o objetivo de liderar uma transição em grande escala para uma economia baseada em plásticos sustentáveis e biodegradáveis. Esta transição começará com polímeros de alto desempenho.

“A biologia sintética tem potencial para fornecer a próxima geração de materiais avançados com novas propriedades funcionais para atender a uma ampla gama de necessidades não atendidas. Com exemplos como seda de aranha, elastina e resilina, a Biologia Sintética também tem o potencial de aproveitar a natureza para fornecer acesso à produção acessível e sustentável de novos materiais macromoleculares”, concluiu o Dr. Guy Genin.

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Washington em St. Louis (em inglês).

Fonte: Beth Miller, Universidade de Washington em St. Louis. Imagem: frimufilms via Freepik.