Uma enzima usada em sabão em pó pode reciclar plásticos descartáveis em 24 horas
Crédito:Cell Reports Physical Science (2024). DOI:10.1016/j.xcrp.2024.101783 Cientistas do King's College London desenvolveram uma solução inovadora para reciclar bioplásticos descartáveis, comumente usados em itens descartáveis, como xícaras de café e recipientes para alimentos.
O novo método de reciclagem química, publicado em Cell Reports Physical Science , usa enzimas normalmente encontradas em detergentes biológicos para a roupa para "despolimerizar" - ou quebrar - bioplásticos destinados a aterros sanitários. Convertendo rapidamente os itens em fragmentos solúveis em apenas 24 horas, o processo atinge a degradação total do ácido polilático bioplástico (PLA). A abordagem é 84 vezes mais rápida do que o processo de compostagem industrial de 12 semanas usado para reciclar materiais bioplásticos.
Esta descoberta oferece uma solução de reciclagem generalizada para plásticos PLA de utilização única, uma vez que a equipa de químicos da King's descobriu que em mais 24 horas, a uma temperatura de 90°C, os bioplásticos decompõem-se nos seus blocos de construção químicos. Uma vez convertidos em monómeros – moléculas únicas – os materiais podem ser transformados em plástico de igualmente alta qualidade para reutilização múltipla. O problema dos plásticos “verdes”
As taxas atuais de produção de plástico superam a nossa capacidade de eliminá-lo de forma sustentável. De acordo com a Environmental Action, estima-se que só em 2023 mais de 68 milhões de toneladas de plástico a nível mundial acabaram em ambientes naturais devido ao desequilíbrio entre os enormes volumes de plásticos produzidos e a nossa capacidade atual de gerir e reciclar o plástico no final da sua vida útil. vida. Um relatório recente da OCDE previu que a quantidade de resíduos plásticos produzidos em todo o mundo deverá quase triplicar até 2060, com cerca de metade a acabar em aterros e menos de um quinto a ser reciclado.
Embora os bioplásticos – derivados de fontes biológicas como o amido de milho, a mandioca ou a cana-de-açúcar – sejam vistos como uma escolha mais sustentável pelos consumidores, os métodos atuais de produção de bioplásticos são dispendiosos e competem com a agricultura baseada na alimentação na utilização da terra. Enquanto isso, os métodos de reciclagem mecânica são ineficientes, geram CO2 e são incapazes de produzir materiais reutilizáveis de alta qualidade. Esses plásticos “verdes” acabam principalmente em aterros sanitários após apenas um uso, fazendo com que muitos varejistas voltem a usar petróleo e materiais fósseis.
A velocidade com que os bioplásticos se decompõem utilizando este novo método poderá revolucionar a produção de plástico, oferecendo um modelo eficiente, escalável e sustentável para a reciclagem de bioplásticos de utilização única. Constituindo um avanço significativo na reciclabilidade de bioplásticos de utilização única, a investigação abre a oportunidade para uma economia circular e sustentável que elimine a produção de plásticos de base fóssil e aborde o enorme volume de resíduos plásticos que acabam em aterros sanitários e em ambientes naturais. .
Alex Brogan, professor de Química no King's College London, disse:"A inspiração para este projeto veio de um problema com bioplásticos usados em produtos médicos e cirúrgicos que se degradam no corpo. Resolvemos esse problema e o aplicamos ao questão da reciclagem dos bioplásticos descartáveis que utilizamos no nosso dia a dia, utilizando uma enzima comum encontrada no detergente biológico para a roupa. Ser capaz de aproveitar a biologia para fornecer soluções sustentáveis através da química permite-nos começar a pensar nos resíduos como um recurso para que possamos avançar. longe do petróleo e de outras fontes não renováveis para criar os materiais que precisamos para a vida moderna." Biocatálise de poli(ácido láctico) pós-consumo utilizando lipase B quimicamente modificada de Candida antarctica. (A) Esquema comparando a compostagem industrial atual de PLA (setas vermelhas - o PLA é compostado, o milho é cultivado e, em seguida, a fermentação leva ao ácido láctico) com a despolimerização quimioenzimática aprimorada do PLA (setas azuis, este trabalho - o novo estado da arte) . (B) Modelo que ilustra a estratégia de modificação química mostrando N,N'-dimetil-1,3-propanodiamina acoplada a uma cadeia lateral de ácido aspártico com surfactante polimérico conjugado eletrostaticamente. Crédito:Cell Reports Ciências Físicas (2024). DOI:10.1016/j.xcrp.2024.101783 Os cientistas estão agora a alargar a sua investigação para melhorar a reciclagem de outros plásticos comummente utilizados e produzidos em massa, como os utilizados em garrafas de água descartáveis, embalagens de películas e folhas de plástico e vestuário.
Susana Meza Huaman, Ph.D. pesquisador do projeto no King's College London, disse:"Nossa pesquisa marca o primeiro passo no desenvolvimento de novas tecnologias na gestão de resíduos para reciclagem de bioplásticos que sejam de qualidade igual ao produto virgem. Até agora, este tem sido um grande desafio na reciclagem de plásticos, pois embora os bioplásticos sejam feitos de materiais biológicos, nem todos são compostáveis e a maioria dos métodos de reciclagem atuais são ineficientes. A nossa abordagem química acelera significativamente a degradação dos bioplásticos, permitindo que sejam reciclados e reutilizados.»
Mais informações: Susana M. Meza Huaman et al, Uma rota geral para reequipar enzimas hidrolíticas em direção à degradação plástica, Cell Reports Physical Science (2024). DOI:10.1016/j.xcrp.2024.101783 Informações do diário: Células relatam ciência física
