Embora a reciclagem de plásticos não seja uma ciência nova, os processos atuais não o tornam economicamente vantajoso - resíduos de plásticos são "reduzidos" a um grau inferior, material menos útil. É um desafio que continua a ser um obstáculo para enfrentar uma crescente crise de poluição global em plásticos descartáveis.

Uma equipe multi-institucional de cientistas liderada pelo Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA desenvolveu um catalisador pioneiro que é capaz de processar plásticos poliolefínicos, como polietileno e polipropileno, tipos de polímeros amplamente usados ​​em coisas como sacolas plásticas de supermercado, jarras de leite, frascos de shampoo, brinquedos, e recipientes para alimentos. O processo resulta em uniforme, componentes de alta qualidade que podem ser usados ​​para produzir combustíveis, solventes, e óleos lubrificantes, produtos que têm alto valor e podem transformar esses e outros plásticos usados ​​em um recurso inexplorado.

"Demos um grande passo em frente com este trabalho, "disse Aaron Sadow, um cientista do Laboratório Ames e Diretor do Instituto de Melhoria Cooperativa de Plásticos (iCOUP). "Nossa hipótese é que poderíamos tomar emprestado da natureza, e imitar os processos pelos quais as enzimas separam macromoléculas com precisão, como proteínas e celulose. Conseguimos fazer isso, e estamos ansiosos para otimizar e desenvolver esse processo ainda mais. "

O processo exclusivo depende da tecnologia de nanopartículas. O cientista do Ames Lab Wenyu Huang projetou uma nanopartícula de sílica mesoporosa que consiste em um núcleo de platina com sítios ativos catalíticos, rodeado por longos poros de sílica, ou canais, através do qual as longas cadeias de polímero se estendem até o catalisador. Com este design, o catalisador é capaz de segurar e clivar as cadeias de polímero mais longas em peças mais curtas uniformes que têm o maior potencial para serem recicladas em novas, produtos finais mais úteis.

"Este tipo de processo de catálise controlada nunca antes foi projetado com base em materiais inorgânicos, "Huang, que se especializou no projeto de nano-catalisadores estruturalmente bem definidos. "Pudemos mostrar que o processo catalítico é capaz de realizar várias etapas de desconstrução idênticas na mesma molécula antes de liberá-la."

As medições do especialista em NMR de estado sólido do Ames Laboratory, Fred Perras, permitiram à equipe examinar a atividade do catalisador em escala atômica, e confirmou que as longas cadeias de polímero moviam-se prontamente através dos poros do catalisador de maneira semelhante aos processos enzimáticos que os cientistas pretendiam emular.

A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo, "Reciclagem catalítica de polietileno de alta densidade por meio de um mecanismo de processamento, " publicado em Catálise Natural .