Notícia

Pesquisadores criam novo plástico supramolecular, degradável e altamente reciclável

Fonte

Universidade de Turku

Data

sábado, 20 agosto 2022 15:25

Áreas

Embalagens. Engenharia Ambiental. Gestão de Resíduos. Inovação. Materiais. Química Verde. Sustentabilidade. Tecnologias.

Um grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Jianwei Li, pesquisador principal do Laboratório de Pesquisa MediCity da Universidade de Turku, na Finlândia, explorou um novo tipo de material chamado ‘plástico supramolecular’, que substituiria os plásticos poliméricos convencionais por um material mais ecológico, promovendo o desenvolvimento sustentável. As propriedades mecânicas do plástico supramolecular criado pelos pesquisadores usando a separação de fases líquido-líquido são comparáveis ​​aos polímeros convencionais, mas o novo plástico se decompõe com muito mais facilidade e seria mais fácil de reciclar.

O plástico é um dos materiais modernos mais importantes e foi integrado em todos os aspectos da vida humana após um século de desenvolvimento. No entanto, os plásticos poliméricos tradicionais se degradam e se regeneram mal na natureza e se tornaram uma das maiores ameaças à sobrevivência humana. Esta situação é resultado da forte força inerente das ligações covalentes que ligam os monômeros para a formação de polímeros.

Para enfrentar o desafio, os cientistas sugeriram fazer polímeros conectados por ligações não covalentes que não são tão poderosas quanto as ligações covalentes. Infelizmente, a interação mais fraca geralmente não é forte o suficiente para reter moléculas em materiais com tamanhos macroscópicos, o que impede a aplicação prática de materiais não covalentes.

Mas o grupo de pesquisa do Dr. Jianwei Li na Universidade de Turku descobriu que um conceito físico chamado separação de fase líquido-líquido (LLPS) pode sequestrar e concentrar solutos, fortalecendo a força de ligação entre as moléculas e impulsionando a formação de materiais macroscópicos. A propriedade mecânica do material resultante é comparável com os polímeros convencionais. Além disso, uma vez que o material foi quebrado, os fragmentos podem ser reunidos e autocurados instantaneamente.

Finalmente, graças à natureza dinâmica e reversível das interações não covalentes, o material pode ser degradável e altamente reciclável.

“Comparáveis ​​com os plásticos convencionais, nossos novos plásticos supramoleculares são mais inteligentes, pois não apenas retêm a forte propriedade mecânica, mas também reservam propriedades dinâmicas e reversíveis que tornam o material autocurável e reutilizável”, explicou o Dr. Jingjing Yu, pesquisador de pós-doutorado.

“Uma das pequenas moléculas que produziram o plástico supramolecular foi previamente selecionada de um sistema químico complexo. Essa molécula formou materiais de hidrogel inteligentes com cátions metálicos de magnésio. Desta vez, estamos muito animados para ensinar novos truques a essa velha molécula com a LLPS”, disse o Dr. Jianwei Li.

“Evidências emergentes mostraram que a LLPS pode ser um processo significativo durante a formação de compartimentos celulares. Agora, avançamos nesse fenômeno de inspiração biológica e física para enfrentar o grande desafio para o nosso meio ambiente. Acredito que materiais mais interessantes serão explorados com o processo LLPS em um futuro próximo”, concluiu o Dr. Jianwei Li.

Os resultados foram publicados na revista científica Angewandte Chemie.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Turku (em inglês).

Fonte: Universidade de Turku. Imagem: Marc Newberry via Unsplash.