O mundo está se afogando em plástico. Cerca de 60% dos mais de 8, 700 milhões de toneladas métricas de plástico já fabricadas não estão mais em uso, em vez disso, sentou-se principalmente em aterros sanitários ou foi liberado para o meio ambiente. Isso equivale a mais de 400 kg de lixo plástico para cada uma das 7,6 bilhões de pessoas no planeta.

Uma razão para isso é que muitos plásticos não são recicláveis ​​em nosso sistema atual. E mesmo aqueles que são recicláveis ​​ainda vão eventualmente para aterros.

Os plásticos não podem ser reciclados infinitamente, pelo menos não usando técnicas tradicionais. A maioria recebe apenas um novo sopro de vida antes de acabar na terra, o oceano ou um incinerador. Mas há esperança em uma forma diferente de reciclagem, conhecida como reciclagem química.

A reciclagem física ou mecânica tradicional normalmente reduz o plástico em partes menores que são então misturadas e moldadas para criar produtos plásticos de menor qualidade. Reciclagem química, por outro lado, quebra o plástico até o nível molecular, disponibilizando "moléculas de plataforma" que podem então ser usadas para fazer outros materiais. É o começo para essa ideia, mas, em princípio, pode abrir uma ampla gama de oportunidades.

Os plásticos são uma ampla classificação de materiais conhecidos como polímeros, que são feitos de pequenas moléculas de bloco de construção "monômero" compostas principalmente de carbono e hidrogênio. O desafio da reciclagem química do plástico envolve encontrar as técnicas certas para quebrar e reconstituir o material em uma variedade de produtos finais, minimizando o desperdício.

Tudo isso precisa ser feito de forma produtiva, econômico, em larga escala e de forma neutra em carbono. A solução final deve causar menos danos do que o problema que está tentando resolver.

Os monômeros que compõem os plásticos podem assumir uma variedade de formas e tamanhos:alguns são linhas retas, alguns são ramificados e outros têm anéis. A forma como eles são unidos determina as propriedades do material plástico, incluindo como é fácil dividi-los, suas temperaturas de fusão e assim por diante.

Em termos mais simples, quebrar ligações químicas é tudo uma questão de energia. Os plásticos são materiais muito estáveis, então geralmente precisam de uma boa quantidade de energia para quebrá-los, geralmente na forma de calor para causar um processo chamado pirólise. Você pode ter um controle mais preciso sobre a quebra usando o catalisador certo, um material que desencadeia a reação química de um local específico na cadeia do polímero.

Um exemplo de catalisador é o tipo de molécula biológica conhecida como enzima. Eles ocorrem em organismos vivos e desempenham um papel vital nos processos do corpo, como a digestão. Existem até 50 microrganismos "plastívoros" conhecidos que podem digerir o plástico porque contêm enzimas que ajudam a quebrá-lo.

Mas usar esses processos naturais pode ser desafiador porque você tem que manter os organismos biológicos vivos, portanto, eles exigem condições muito específicas, como níveis de temperatura e pH, e geralmente demoram muito para concluir o processo. Contudo, com mais pesquisas, eles podem ser usados ​​comercialmente no futuro.

Outros catalisadores podem funcionar muito rapidamente. Por exemplo, meus colegas e eu demonstramos que é possível usar nanopartículas de ferro para ajudar a transformar o plástico preto (um dos tipos mais difíceis de reciclar) em nanotubos de carbono em questão de minutos. Conseguimos então usar esse novo material para construir componentes elétricos, como cabos de dados, para transmitir informações a um sistema de alto-falantes para reproduzir música.

Novas técnicas

Há um esforço global neste campo crescente para desenvolver novas técnicas. A pesquisa mostrou que você pode reciclar quimicamente óleo de cozinha velho (um polímero natural) em uma resina biodegradável para uso em impressoras 3-D. Outros resíduos, como alimentos, borracha e plásticos podem ser usados ​​para produzir grafeno rapidamente (uma forma de carbono com um átomo de espessura). Os cientistas também desenvolveram uma maneira de reciclar bioplásticos repetidamente em vez de deixá-los para se biodegradar lentamente e liberar dióxido de carbono.

A reciclagem química pode complementar a reciclagem mecânica, especialmente para materiais problemáticos em reciclagem física, como filmes finos e microplásticos. Estes ficam presos na máquina de retificação por causa de seu pequeno tamanho e resistência, fazendo com que todo o sistema travasse, abrande ou até mesmo pare totalmente e precisa de limpeza. Os trituradores não funcionam em filmes finos, muito menos materiais microplásticos que são centenas de vezes menores.

Muitas dessas técnicas foram demonstradas em laboratório e existem várias empresas que agora fazem isso em nível comercial. Esses processos levam tempo, experiência e dinheiro. Mas, até que paremos de usar plásticos, este é um campo crescente de oportunidades de investimento para desenvolver uma economia de carbono circular graças ao uso de reciclagem química de plásticos.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.