Nem todas as novidades sobre o plástico no oceano são o que esperamos. Na verdade, pode não ser tão ruim quanto se pensava inicialmente. Esta é uma informação bem-vinda, pois estamos celebrando a Semana Nacional da Ciência com o tema dos oceanos.

Recentemente, uma pesquisa liderada por um cientista da ANSTO descobriu que a degradação estrutural do plástico no oceano facilita sua entrada no ciclo natural do carbono de forma eficiente como dióxido de carbono.

A pesquisa foi uma investigação da fragmentação de embalagens em microplásticos no oceano.

O trabalho não diminui a séria ameaça à vida selvagem causada por grandes embalagens, mas tira conclusões importantes sobre os fatores que determinam a vida útil dos plásticos no meio ambiente.

O estudo foi conduzido pelo Dr. Chris Garvey (Cientista de Instrumentos do Centro Australiano de Espalhamento de Nêutrons da ANSTO). Chris é atualmente um Fellow do Instituto Lund de Ciência Avançada de Nêutrons e Raios-X, enquanto trabalha na Universidade de Malmö, na Suécia.

O trabalho traz uma compreensão importante dos mecanismos físicos de escala molecular que possibilitam a fragmentação de plásticos no oceano.

"Resíduos de celulose, incluindo papelão e papel, entra no ciclo do carbono por um processo bem conhecido. Nos últimos anos, os plásticos, e em particular polietileno, que se originam de combustíveis fósseis, substituíram o papel como material de barreira para embalagens. É importante entender como esse carbono, de um reservatório de fósseis, entra no ciclo do carbono, "disse Garvey.

Obviamente, com a exposição à luz solar ultravioleta e ao oxigênio do oceano, o plástico começa a ficar quebradiço, rachar e quebrar em pedaços menores.

Garvey e seus associados queriam saber o processo em escala molecular que leva à fragilização e se esses processos retardam ou aceleram a degradação química dos plásticos.

Os microplásticos usados ​​nos experimentos incluíram amostras coletadas nas águas tropicais do Caribe como parte do giro do Atlântico.

Essas amostras foram comparadas com peças de plástico ligeiramente maiores da mesma origem e novas amostras que eram a origem das peças com intemperismo.

Os microplásticos, que tinham cerca de um milímetro de tamanho, já estavam na água há muito tempo, mas não há como saber quando entraram no oceano, a não ser que representem uma fragmentação significativa da embalagem original.

Contudo, sondas com técnicas analíticas, mais especialmente espalhamento Raman e raio-X pequeno e amplo, identificou mudanças importantes na microestrutura.

Plásticos, neste exemplo, polietileno, consistem em moléculas extremamente longas que se estendem por muitas camadas de camadas alternadas de cadeias de polímero cristalino, formando uma estrutura em lamela.

Esta é a estrutura normal do polietileno produzido por moldagem por injeção que é usado para embalagem.

A tendência natural das moléculas de cadeia longa é a cristalização e esse processo é frustrado pelo emaranhamento das cadeias poliméricas entre as lamelas cristalinas.

A radiação ultravioleta da luz solar faz com que as correntes sejam cortadas. Isso tem implicações para a principal via de degradação que, em última análise, converte as cadeias de polímero em dióxido de carbono.

"Isso libera a parada cinética, então o polímero começa a cristalizar lentamente novamente e este processo de cristalização interrompe a estrutura da lamela, "explicou Garvey.

"Quando a lamela é interrompida, não é mais uma barreira tão eficaz e o oxigênio pode se difundir mais facilmente nele, " ele disse.

No estudo do polietileno de diferentes embalagens, o espalhamento de raios-X de grande angular forneceu uma indicação da fragmentação em nanoescala das camadas cristalinas e um aumento na fração de polímero cristalino.

O espalhamento de raios-X a baixo ângulo demonstrou perda das camadas alternadas de polímero amorfo e cristalino. O espalhamento Raman de baixa frequência revelou pouca mudança na espessura da lamela durante a degradação.

A barreira contínua das lamelas cristalinas, e sua barreira à difusão de oxigênio no plástico, é substituído por nano-domínios fragmentados que devem fornecer uma barreira menos eficaz para a permeação de oxigênio no plástico.

Esta mudança catalisa ainda mais a degradação adicional do material por oxidação.