p Em geral, os plásticos são processados ​​a mais de cem graus Celsius. Enzimas, por contraste, geralmente não pode suportar essas altas temperaturas. Pesquisadores do Instituto Fraunhofer para Pesquisa Aplicada de Polímeros IAP conseguiram reconciliar essas contradições:eles são capazes de incorporar enzimas em plásticos sem que as enzimas percam sua atividade no processo. Os potenciais que isso cria são enormes. p Materiais que se limpam, ter superfícies anti-mofo ou mesmo autodegradáveis ​​são apenas alguns exemplos do que será possível se conseguirmos embutir enzimas ativas em plásticos. Mas para as propriedades específicas da enzima serem transferidas para os materiais, as enzimas não devem sofrer danos uma vez que estão embutidas no plástico. Cientistas do Fraunhofer IAP desenvolveram uma solução para o problema como parte do projeto "Biofuncionalização / Biologização de Materiais Poliméricos BioPol". Desde o verão de 2018, o projeto está sendo executado em cooperação com BTU Cottbus-Senftenberg. O Ministério da Ciência, A Pesquisa e Cultura do Estado de Brandemburgo está financiando o projeto.

p “Ficou claro desde o início que não pretendíamos produzir plásticos biofuncionalizados em escala de laboratório. Queríamos dar um passo gigantesco para mostrar que a produção técnica é possível, "diz o Dr. Ruben R. Rosencrantz, Chefe do departamento de "Materiais Biofuncionalizados e (Glyco) Biotecnologia" da Fraunhofer IAP, resumindo as metas ambiciosas do projeto. Em torno do ponto médio do projeto, grandes avanços já estão surgindo:as enzimas foram incorporadas com sucesso, tanto em termos das próprias enzimas quanto da técnica de processamento.

p Carreadores de proteção inorgânicos para maior estabilidade de temperatura

p Buscando uma maneira de estabilizar as enzimas, os pesquisadores usam carreadores inorgânicos. Esses portadores atuam como uma espécie de proteção para a enzima. Como Rosencrantz explica:"Usamos partículas inorgânicas, por exemplo, que são altamente porosos. As enzimas ligam-se a esses transportadores incorporando-se nos poros. Embora isso restrinja a mobilidade das enzimas, eles permanecem ativos e são capazes de suportar temperaturas muito mais altas. "

p Rosencrantz enfatiza, Contudo, que não existe um processo de estabilização geralmente aplicável:"Não há duas enzimas iguais. O transportador e a tecnologia mais adequados para o processo de incorporação permanecem específicos da enzima."

p Enzimas estabilizadas:não apenas na superfície do plástico, mas dentro também

p Os pesquisadores buscaram deliberadamente uma maneira de aplicar as enzimas estabilizadas não apenas na superfície do plástico, mas de embuti-los diretamente nos plásticos. "Embora muito mais difícil, esta técnica também evita sinais de desgaste na superfície do material afetando a funcionalidade dos plásticos, "explica Thomas Büsse, que dirige a planta piloto de processamento de biopolímeros do instituto em Schwarzheide.

p A fim de obter um resultado de material ideal no processo a jusante, as enzimas estabilizadas devem ser distribuídas o mais rápido possível no fundido de plástico quente ao qual são adicionadas, sem ficar exposto a força excessiva ou temperaturas elevadas. Um ato de equilíbrio que favoreceu Büsse:"Desenvolvemos um processo adequado tanto para os bioplásticos quanto para os plásticos convencionais à base de petróleo, como o polietileno. Nossas investigações também mostram que, uma vez embutido no plástico, enzimas estabilizadas são capazes de suportar cargas térmicas mais altas do que antes. Isso torna o uso de enzimas e todas as etapas do processo consideravelmente mais fáceis. "

p Plásticos autolimpantes são apenas o começo

p Até agora, os pesquisadores da Fraunhofer IAP avaliaram principalmente as proteases como sua escolha de enzima. As proteases são capazes de quebrar outras proteínas. Isso confere ao plástico funcionalizado por essas proteases um efeito de autolimpeza. Tubos, por exemplo, não fechava ou entupia tão facilmente. Mas outras enzimas também estão sendo testadas sistematicamente. Os parceiros de cooperação da BTU Cottbus-Senftenberg estão se concentrando mais em enzimas para degradar plásticos e substâncias tóxicas, por exemplo.

p Os primeiros granulados de plástico funcionalizados, filmes e corpos de moldagem por injeção já foram produzidos. Os pesquisadores estabeleceram que as enzimas incorporadas nesses produtos permanecem ativas. A próxima etapa agora é testar e otimizar ainda mais o processo para uso diário em vários aplicativos. Rosencrantz e Büsse estão otimistas - e também apresentaram um pedido de patente para suas pesquisas.