O mundo se apaixonou por plásticos porque eles são baratos, conveniente, leve e duradouro. Pelas mesmas razões, os plásticos agora estão destruindo a Terra.

Químicos da Colorado State University anunciaram no jornal Ciência outro grande passo em direção à eliminação de resíduos, materiais sustentáveis ​​que um dia poderão competir com os plásticos convencionais. Liderado por Eugene Chen, professor do Departamento de Química, eles descobriram um polímero com muitas das mesmas características que desfrutamos nos plásticos, como peso leve, resistência ao calor, resistência e durabilidade. Mas o novo polímero, ao contrário dos plásticos típicos de petróleo, pode ser convertido de volta ao seu estado original de molécula pequena para reciclagem química completa. Isso pode ser realizado sem o uso de produtos químicos tóxicos ou procedimentos laboratoriais intensivos.

Os polímeros são uma ampla classe de materiais caracterizados por longas cadeias de produtos quimicamente ligados, repetindo unidades moleculares chamadas monômeros. Polímeros sintéticos hoje incluem plásticos, bem como fibras, cerâmica, borrachas, revestimentos, e muitos outros produtos comerciais.

O trabalho se baseia em uma geração anterior de um polímero quimicamente reciclável que o laboratório de Chen demonstrou pela primeira vez em 2015. A fabricação da versão antiga exigia condições extremamente frias que teriam limitado seu potencial industrial. O polímero anterior também tinha baixa resistência ao calor e baixo peso molecular, e, embora parecido com plástico, era relativamente macio.

Mas o conhecimento fundamental adquirido com esse estudo foi inestimável, Chen disse. Isso levou a um princípio de design para o desenvolvimento de polímeros de geração futura que não são apenas recicláveis ​​quimicamente, mas também exibem propriedades práticas robustas.

O novo, estrutura de polímero muito melhorada resolve os problemas do material de primeira geração. O monômero pode ser convenientemente polimerizado sob proteção ambiental, condições industrialmente realistas:sem solvente, à temperatura ambiente, com apenas alguns minutos de tempo de reação e apenas vestígios de catalisador. O material resultante tem um alto peso molecular, estabilidade térmica e cristalinidade, e propriedades mecânicas que funcionam muito como um plástico. Mais importante, o polímero pode ser reciclado de volta ao seu original, estado monomérico sob condições de laboratório moderadas, usando um catalisador. Sem necessidade de purificação adicional, o monômero pode ser polimerizado novamente, estabelecendo assim o que Chen chama de ciclo de vida circular dos materiais.

Esta peça de química inovadora deixa Chen e seus colegas entusiasmados com um futuro no qual novos, plásticos verdes, em vez de sobreviver em aterros e oceanos por milhões de anos, pode ser simplesmente colocado em um reator e, em linguagem química, despolimerizado para recuperar seu valor - não é possível para os plásticos de petróleo de hoje. De volta ao seu ponto de partida químico, o material pode ser usado continuamente - redefinindo completamente o que significa "reciclar".

“Os polímeros podem ser reciclados quimicamente e reutilizados, em princípio, infinitamente, "Chen disse.

Chen ressalta que a nova tecnologia de polímero só foi demonstrada em escala de laboratório acadêmico. Ainda há muito trabalho a ser feito para aperfeiçoar os processos de produção de monômero e polímero com patente pendente que ele e seus colegas inventaram.

Com a ajuda de uma doação inicial da CSU Ventures, os químicos estão otimizando seu processo de síntese de monômeros e desenvolvendo, novo, rotas ainda mais econômicas para esses polímeros. Eles também estão trabalhando em questões de escalabilidade em sua configuração de reciclagem de monômero-polímero-monômero, enquanto pesquisa novas estruturas químicas para materiais recicláveis ​​ainda melhores.

"Seria nosso sonho ver essa tecnologia de polímero reciclável quimicamente se materializar no mercado, "Chen disse.