Uma nova abordagem para a produção de plásticos de alto desempenho a partir de resíduos agrícolas
Uma capa para iPhone impressa com material de poliamida sustentável. Crédito:Lorenz Manker/EPFL No nosso mundo rapidamente industrializado, a busca por materiais sustentáveis nunca foi tão urgente. Os plásticos, omnipresentes na vida quotidiana, representam desafios ambientais significativos, principalmente devido à sua origem em combustíveis fósseis e à sua eliminação problemática.
Agora, um estudo liderado pela equipe de Jeremy Luterbacher na EPFL revela uma abordagem pioneira para a produção de plásticos de alto desempenho a partir de recursos renováveis. A pesquisa, publicada na Nature Sustainability , apresenta um novo método para a criação de poliamidas – uma classe de plásticos conhecida por sua resistência e durabilidade, sendo os mais famosos os náilon – usando um núcleo de açúcar derivado de resíduos agrícolas.
O novo método aproveita um recurso renovável e também consegue esta transformação de forma eficiente e com mínimo impacto ambiental.
“Os plásticos típicos de origem fóssil precisam de grupos aromáticos para dar rigidez aos seus plásticos – isso lhes confere propriedades de desempenho como dureza, resistência e resistência a altas temperaturas”, diz Luterbacher. “Aqui, obtemos resultados semelhantes, mas usamos uma estrutura de açúcar, que é onipresente na natureza e geralmente completamente não tóxica, para fornecer rigidez e propriedades de desempenho”.
Lorenz Manker, o principal autor do estudo, e seus colegas desenvolveram um processo sem catalisador para converter dimetil glioxilato xilose, um carboidrato estabilizado feito diretamente de biomassa, como madeira ou espigas de milho, em poliamidas de alta qualidade. O processo atinge uma impressionante eficiência atômica de 97%, o que significa que quase todo o material inicial é utilizado no produto final, o que reduz drasticamente o desperdício.
As fibras de poliamida tingidas e naturais após extrusão. Crédito:Lorenz Manker/EPFL
Extrusão altamente precisa de filamento de impressão 3D. Crédito:Lorenz Manker/EPFL
A poliamida é resistente e flexível permitindo que seja torcida e dobrada sem quebrar. Crédito:Lorenz Manker/EPFL
As poliamidas de base biológica apresentam propriedades que podem competir com suas contrapartes fósseis, oferecendo uma alternativa promissora para diversas aplicações. Além disso, os materiais demonstraram resiliência significativa através de múltiplos ciclos de reciclagem mecânica, mantendo a sua integridade e desempenho, o que é um factor crucial para a gestão do ciclo de vida dos materiais sustentáveis.
As aplicações potenciais para estas poliamidas inovadoras são vastas, desde peças automotivas até bens de consumo, todas com uma pegada de carbono significativamente reduzida. A análise técnico-económica e a avaliação do ciclo de vida da equipa sugerem que estes materiais poderiam ter um preço competitivo em relação às poliamidas tradicionais, incluindo nylons (por exemplo, nylon 66), com uma redução potencial de aquecimento global de até 75%.
