Os esforços para mudar de plásticos petroquímicos para plásticos renováveis ​​e biodegradáveis ​​se mostraram complicados - o processo de produção pode exigir produtos químicos tóxicos e é caro, e a resistência mecânica e estabilidade à água são frequentemente insuficientes. Mas os pesquisadores fizeram uma descoberta, usando subprodutos de madeira, que se mostra promissor para a produção de bioplásticos mais duráveis ​​e sustentáveis.

Um estudo publicado em Sustentabilidade da Natureza , co-autoria de Yuan Yao, professor assistente de ecologia industrial e sistemas sustentáveis ​​na Yale School of the Environment (YSE), descreve o processo de desconstrução da matriz porosa da madeira natural em uma pasta. Os pesquisadores afirmam que o material resultante apresenta uma alta resistência mecânica, estabilidade ao segurar líquidos, e resistência à luz ultravioleta. Também pode ser reciclado ou biodegradado com segurança no ambiente natural, e tem um impacto ambiental de ciclo de vida menor em comparação com os plásticos à base de petróleo e outros plásticos biodegradáveis.

“Há muitas pessoas que tentaram desenvolver esses tipos de polímeros em plástico, mas os fios mecânicos não são bons o suficiente para substituir os plásticos que usamos atualmente, que são feitos principalmente de combustíveis fósseis, "diz Yao." Desenvolvemos um processo de fabricação simples e direto que gera plásticos à base de biomassa a partir da madeira, mas também plástico que oferece boas propriedades mecânicas. "

Para criar a mistura de pasta, os pesquisadores usaram um pó de madeira - um resíduo de processamento geralmente descartado como lixo em serrarias - e desconstruíram o material solto, estrutura porosa do pó com um solvente eutético profundo biodegradável e reciclável (DES). A mistura resultante, que apresenta emaranhamento em nanoescala e ligação de hidrogênio entre a lignina regenerada e micro / nanofibrilas de celulose, tem um alto teor de sólidos e alta viscosidade, que pode ser fundido e enrolado sem quebrar.

Em seguida, Yao conduziu uma avaliação abrangente do ciclo de vida para testar os impactos ambientais do bioplástico em relação aos plásticos comuns. Folhas do bioplástico foram enterradas no solo, fraturamento após duas semanas e completamente degradado após três meses; Adicionalmente, pesquisadores dizem que o bioplástico pode ser decomposto de volta na pasta por agitação mecânica, o que também permite que o DES seja recuperado e reutilizado.

"Este, para mim, é o que realmente torna esse plástico bom:ele pode ser reciclado ou biodegradado, "diz Yao." Nós minimizamos todos os materiais e resíduos que vão para a natureza. "

O bioplástico tem inúmeras aplicações, diz Liangbing Hu, professor do Center for Materials Innovation da University of Maryland e co-autor do artigo. Ele pode ser moldado em um filme que pode ser usado em sacos plásticos e embalagens - um dos principais usos do plástico e causa de produção de resíduos. Hu também diz que, como o bioplástico pode ser moldado em diferentes formas, tem potencial para uso na fabricação de automóveis, também.

Uma área que a equipe de pesquisa continua investigando é o impacto potencial nas florestas se a fabricação desse bioplástico for ampliada. Embora o processo atualmente use subprodutos de madeira na fabricação, os pesquisadores afirmam estar cientes de que a produção em grande escala pode exigir o uso de grandes quantidades de madeira, que pode ter implicações de longo alcance nas florestas, gestão da terra, ecossistemas e mudanças climáticas, para nomear alguns.

Yao diz que a equipe de pesquisa já começou a trabalhar com um ecologista florestal para criar modelos de simulação florestal, vinculando o ciclo de crescimento das florestas com o processo de manufatura. Ela também vê uma oportunidade de colaborar com pessoas que trabalham em campos relacionados à floresta no YSE - uma conveniência incomum.

"Não é sempre que um engenheiro pode andar pelo corredor e falar com um engenheiro florestal, "diz Yao.