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    Papel ou plástico? O revestimento rígido à prova d'água para papel visa reduzir nossa dependência do plástico

    Um guindaste de origami clássico feito de papel e revestido com Choetsu (esquerda) e sem revestimento (direita). Quando submerso em água, o guindaste de papel revestido mantém sua forma enquanto o sem revestimento satura rapidamente com água e começa a se desintegrar. Crédito:©2022 Hiroi et al.

    Há uma quantidade considerável de pesquisas sobre a redução de plástico para muitas e várias aplicações. Pela primeira vez, os pesquisadores descobriram uma maneira de imbuir materiais de papel relativamente sustentáveis ​​com algumas das propriedades úteis do plástico. Isso pode ser feito de forma fácil, econômica e eficiente. Um revestimento chamado Choetsu não apenas impermeabiliza o papel, mas também mantém sua flexibilidade e se degrada com segurança.
    É difícil escapar do fato de que os materiais plásticos são, em geral, prejudiciais ao meio ambiente. Você provavelmente já viu imagens de poluição plástica chegando às praias, estragando rios e matando inúmeros animais. No entanto, o problema muitas vezes parece completamente fora de nossas mãos, dada a onipresença dos materiais plásticos na vida cotidiana. O professor Zenji Hiroi, do Instituto de Física do Estado Sólido da Universidade de Tóquio, e sua equipe exploram maneiras pelas quais a ciência dos materiais pode ajudar, e sua recente descoberta visa substituir alguns usos do plástico por algo mais sustentável:papel.

    "O principal problema com os materiais plásticos é a incapacidade de se degradarem de forma rápida e segura", disse Hiroi. "Existem materiais que podem se degradar com segurança, como o papel, mas obviamente o papel não pode atender à vasta gama de usos do plástico. No entanto, encontramos uma maneira de dar ao papel algumas das boas propriedades do plástico, mas sem nenhuma das Nós o chamamos de Choetsu, um revestimento biodegradável de baixo custo que adiciona impermeabilização e resistência ao papel simples."

    Uma seção de papel revestido com Choetsu com uma fração de milímetro de diâmetro visto com diferentes tipos de raios-X para ver a distribuição dos compostos. Si é silício, C é carbono e Ti é titânio. Crédito:©2022 Hiroi et al.

    Choetsu é uma combinação de materiais que, ao serem aplicados ao papel, geram espontaneamente uma película resistente e impermeável ao entrar em contato com a umidade do ar. O revestimento consiste em produtos químicos seguros e de baixo custo, principalmente metiltrimetoxissilano, algum álcool isopropílico e uma pequena quantidade de titanato de tetraisopropilo. As estruturas de papel, por exemplo, recipientes para alimentos, são pulverizadas ou mergulhadas nesta mistura líquida e são secas à temperatura ambiente. Uma vez seco, uma fina camada de sílica contendo metil, um tipo de álcool, forma-se sobre a celulose que compõe o papel, proporcionando propriedades fortes e impermeáveis.

    Além disso, as reações que ocorrem durante o procedimento de revestimento criam automaticamente uma camada de nanopartículas de dióxido de titânio. Estes dão origem a uma propriedade repelente de sujeira e bactérias conhecida como atividade fotocatalítica, que protege o item revestido por um longo período de tempo. Todos os produtos químicos envolvidos no revestimento se decompõem ao longo do tempo em coisas inofensivas, como carbono, água e silício semelhante à areia.

    Uma renderização mostrando a camada de sílica aplicada a uma substância, não limitada ao papel, e nanopartículas de titânio espalhadas por toda parte. Estes podem fornecer um efeito antimicrobiano, conforme ilustrado pelas bactérias sendo destruídas no centro. Crédito:©2022 Hiroi et al.

    “O desafio técnico está completo e algumas aplicações poderão ser realizadas em breve, como itens para consumo, embalagem ou armazenamento de alimentos”, disse Hiroi. "Agora esperamos usar essa abordagem também em outros tipos de materiais. A composição líquida pode ser ajustada para outros materiais e podemos criar um revestimento resistente a sujeira e mofo que pode se formar em vidro, cerâmica e até outros plásticos para ampliar sua utilidade. Juntamente com a pesquisadora Yoko Iwamiya, que trabalha neste campo há algum tempo, e o resto da minha equipe, espero que possamos fazer algo realmente benéfico para o mundo."

    O estudo aparece em Pesquisa de Química Industrial e de Engenharia . + Explorar mais

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