Cientistas descobrem como transformar madeira em plástico biodegradável

Investigadores da Universidade de Maryland, Estados Unidos, criou um bioplástico de alta qualidade a partir de subprodutos de madeira que esperam poder resolver um dos maiores problemas ambientais do mundo.

Os esforços para mudar de plásticos petroquímicos para plásticos renováveis ​​e biodegradáveis ​​têm se mostrado complicados. O processo de produção pode exigir produtos químicos tóxicos, é caro e a resistência mecânica e estabilidade à água são frequentemente insuficientes. Mas estes cientistas conseguiram avançar neste processo, utilizando subprodutos da madeira, que se mostra promissor para a produção de bioplásticos mais duráveis ​​e sustentáveis.

Um estudo publicado na Nature Sustainability, com coautoria de Yuan Yao, professor assistente de ecologia industrial e sistemas sustentáveis ​​na Yale School of the Environment (YSE), descreve o processo de desconstrução da matriz porosa da madeira natural numa pasta.

Os investigadores afirmam que o material resultante mostra uma alta resistência mecânica, estabilidade ao reter líquidos e resistência à luz ultravioleta. Também pode ser reciclado ou biodegradado com segurança no ambiente natural e tem um impacto ambiental de ciclo de vida menor quando comparado com os plásticos à base de petróleo e outros plásticos biodegradáveis.

“Muitas pessoas tentaram desenvolver estes tipos de polímeros em plástico, mas os fios mecânicos não são bons o suficiente para substituir os plásticos que usamos atualmente, que são feitos principalmente de combustíveis fósseis”, explica Yao em comunicado. “Desenvolvemos um processo de fabricação direto e simples que gera plásticos à base de biomassa a partir da madeira, mas também plástico que também oferece boas propriedades mecânicas.”

Para criar a mistura de lama, os cientistas usaram um pó de madeira – um resíduo de processamento geralmente descartado como resíduo em serrarias – e desconstruíram a estrutura porosa solta do pó com um solvente eutético profundo (DES) biodegradável e reciclável. A mistura resultante, que apresenta emaranhamento em nanoescala e ligação de hidrogénio entre a lignina regenerada e as micro / nanofibrilas de celulose, tem alto teor de sólidos e alta viscosidade, que pode ser fundida e laminada sem partir.

Em seguida, Yao conduziu uma avaliação abrangente do ciclo de vida para testar os impactos ambientais do bioplástico em relação aos plásticos comuns. Folhas do bioplástico foram enterradas no solo, fraturando após duas semanas e ficando degradadas completamente após três meses; além disso, os investigadores dizem que o bioplástico pode ser decomposto de volta na pasta por agitação mecânica, o que também permite que o DES seja recuperado e reutilizado.

“Isto, para mim, é o que realmente torna este plástico bom: pode ser reciclado ou biodegradado”, indica Yao. “Minimizamos todos os materiais e resíduos que vão para a natureza.”

O bioplástico tem inúmeras aplicações, diz Liangbing Hu, professor do Centro de Inovação de Materiais da Universidade de Maryland e co-autor do artigo. Pode ser moldado em película que pode ser usado em sacos plásticos e embalagens – um dos principais usos do plástico e causa de produção de resíduos. Hu afirma ainda que, como o bioplástico pode ser moldado em diferentes formatos, também tem potencial para uso no fabrico de automóveis.

Uma área que a equipa de cientistas continua a investigar é o impacto potencial nas florestas se a fabricação deste bioplástico for ampliada. Embora o processo atualmente use subprodutos de madeira na fabricação, os investigadores afirmam estar cientes de que a produção em grande escala pode exigir o uso de grandes quantidades de madeira, o que pode ter implicações de longo alcance nas florestas, gestão da terra, ecossistemas e mudanças climáticas, para citar alguns.

Yao afirma que a equipa já começou a trabalhar com um ecologista florestal para criar modelos de simulação florestal, vinculando o ciclo de crescimento das florestas ao processo de manufatura.