Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) deram uma contribuição significativa para resolver a questão global de resíduos de plástico, criando uma maneira de converter resíduos de garrafas plásticas em aerogéis para muitas aplicações úteis.

As garrafas de plástico são comumente feitas de tereftalato de polietileno (PET), que é o plástico mais reciclado do mundo. Os aerogéis PET desenvolvidos pela equipe de pesquisa liderada pela NUS usando resíduos de garrafas plásticas - os primeiros no mundo - são macios, flexível, durável, extremamente leve e fácil de manusear. Eles também demonstram isolamento térmico superior e forte capacidade de absorção. Essas propriedades os tornam atraentes para uma ampla gama de aplicações, como para isolamento térmico e acústico em edifícios, limpeza de derramamento de óleo, e também como um forro leve para casacos de bombeiro e máscaras de absorção de dióxido de carbono que podem ser usados ​​durante operações de resgate e fuga de incêndio.

Este trabalho pioneiro foi realizado por uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Associado Hai Minh Duong e pelo Professor Nhan Phan-Thien do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da NUS. A tecnologia para produzir aerogéis PET foi desenvolvida em colaboração com o Dr. Xiwen Zhang do Instituto de Tecnologia de Fabricação de Cingapura (SIMTech) sob a Agência para a Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR).

Reciclagem de resíduos de garrafas plásticas

Resíduos de plástico são tóxicos e não biodegradáveis. Esses resíduos muitas vezes acabam em oceanos e aterros sanitários, afetando a vida marinha e causando problemas como a contaminação dos lençóis freáticos e a escassez de terras. Globalmente, o consumo anual de garrafas plásticas tem aumentado constantemente, e espera-se que exceda meio trilhão de toneladas por ano até 2021.

"Resíduos de garrafas plásticas são um dos tipos mais comuns de resíduos plásticos e têm efeitos prejudiciais ao meio ambiente. Nossa equipe desenvolveu um método simples, Método econômico e ecológico para converter resíduos de garrafas plásticas em aerogéis PET para muitos usos interessantes. Uma garrafa de plástico pode ser reciclada para produzir uma folha de aerogel PET de tamanho A4. A tecnologia de fabricação também é facilmente escalonável para produção em massa. Desta maneira, podemos ajudar a reduzir os danos ambientais prejudiciais causados ​​por resíduos de plástico, "disse o professor associado Duong.

Aerogéis PET versáteis

A equipe de pesquisa levou dois anos (de agosto de 2016 a agosto de 2018) para desenvolver a tecnologia para fabricar aerogéis PET. Este trabalho foi publicado em revista científica Colóides e superfícies A em agosto de 2018.

"Nossos aerogéis PET são muito versáteis. Podemos dar a eles diferentes tratamentos de superfície para personalizá-los para diferentes aplicações. Por exemplo, quando incorporado com vários grupos metil, os aerogéis PET podem absorver grandes quantidades de óleo muito rapidamente. Com base em nossos experimentos, eles têm um desempenho até sete vezes melhor do que os sorventes comerciais existentes, e são altamente adequados para limpeza de derramamento de óleo, "acrescentou o Prof Nhan.

Casacos de bombeiro mais leves e seguros

Outra aplicação inovadora é aproveitar a propriedade de isolamento térmico dos aerogéis PET para aplicações de segurança contra incêndio.

Os casacos de bombeiro existentes são volumosos e costumam ser usados ​​com outros equipamentos de respiração e segurança. Isso pode prejudicar os bombeiros, especialmente durante operações prolongadas.

Quando revestido com produtos químicos retardadores de fogo, o novo aerogel de PET leve demonstra estabilidade e resistência térmica superiores. Ele pode suportar temperaturas de até 620 graus Celsius - isso é sete vezes mais alto do que o revestimento térmico usado em casacos de bombeiro convencionais, mas pesa apenas cerca de 10 por cento do peso do revestimento térmico convencional. A natureza macia e flexível do aerogel PET também oferece maior conforto.

Prof Nhan explicou, "Ao adotar aerogéis PET revestidos com retardantes de fogo como material de revestimento, casacos de bombeiro podem ser muito mais leves, mais seguro e mais barato. Também é possível produzir jaquetas resistentes ao calor de baixo custo para uso pessoal. "

Máscara 2 em 1 que absorve dióxido de carbono nocivo e partículas de poeira

Quando revestido com um grupo amina, o aerogel PET pode absorver rapidamente dióxido de carbono do meio ambiente. Sua capacidade de absorção é comparável aos materiais usados ​​em máscaras de gás, que são caros e volumosos. Para ilustrar esta aplicação, a equipe incorporou uma fina camada de aerogel PET em uma máscara comercial de partículas finas para criar um protótipo de máscara que pode absorver as partículas de poeira e dióxido de carbono com eficácia.

Prof Nhan disse, "Em países altamente urbanizados como Cingapura, as máscaras de absorção de dióxido de carbono e jaquetas resistentes ao calor feitas com aerogéis de PET podem ser colocadas ao lado de extintores de incêndio em prédios altos para fornecer proteção adicional aos civis quando eles escapam de um incêndio. "

"Máscaras revestidas com aerogéis PET reforçados com amina também podem beneficiar pessoas que vivem em países como a China, onde a poluição do ar e a emissão de carbono são as principais preocupações. Essas máscaras podem ser facilmente produzidas, e também pode ser potencialmente reutilizável, "adicionou Assoc Prof Duong.

Os pesquisadores da NUS também estão procurando fazer modificações simples na superfície dos aerogéis PET para absorção de gases tóxicos, como o monóxido de carbono, qual é o componente mais mortal da fumaça.

Em seus trabalhos anteriores, a equipe de pesquisa converteu com sucesso papel e resíduos de moda em aerogéis de celulose e algodão, respectivamente. Juntamente com esta última inovação envolvendo a reciclagem de resíduos de garrafas plásticas em aerogéis, a equipe da NUS foi recentemente premiada com o primeiro lugar na categoria Tecnologias Sustentáveis ​​do concurso Criar o Futuro de 2018 da Tech Briefs.