Nova “teia de aranha vegan” é alternativa sustentável aos plásticos de utilização única

Uma equipa de cientistas criou um material vegetal, sustentável e escalonável que pode substituir os plásticos descartáveis ​​em muitos produtos de consumo.

Os cientistas, da Universidade de Cambridge, criaram um filme de polímero que imita as propriedades da teia de aranha, um dos materiais mais fortes da natureza. O novo material é tão forte quanto muitos plásticos comuns em uso hoje e pode substituir o plástico em muitos produtos domésticos comuns.

O material foi criado utilizando uma nova abordagem para reunir proteínas vegetais em materiais que imitam a teia a nível molecular. O método de eficiência energética, que utiliza ingredientes sustentáveis, resulta numa película semelhante ao plástico, que pode ser feita à escala industrial. Uma cor ‘estrutural’ não desbotada pode ser adicionada ao polímero e também pode ser utilizada para fazer revestimentos resistentes à água.

O material é compostável doméstico, enquanto outros tipos de bioplásticos requerem instalações de compostagem industriais para se degradarem. Além disso, o material desenvolvido por Cambridge não requer modificações químicas nos seus blocos de construção naturais, para que possa degradar-se com segurança na maioria dos ambientes naturais.

O novo produto será comercializado pela Xampla, uma empresa spin-out da Universidade de Cambridge que desenvolve substitutos para plásticos e microplásticos descartáveis. A empresa apresentará uma linha de cápsulas descartáveis ​​ainda este ano, que podem substituir o plástico usado em produtos de uso diário, como pastilhas para lava-louças e cápsulas de sabão em pó. Os resultados foram relatados na revista Nature Communications.

Qualquer substituição de plástico requer outro polímero – os dois que existem na natureza em abundância são polissacarídeos e polipeptídeos. Celulose e nanocelulose são polissacarídeos e têm sido usados ​​para uma variedade de aplicações, mas geralmente requerem alguma forma de reticulação para formar materiais fortes. As proteínas se auto-montam e podem formar materiais fortes como a seda sem nenhuma modificação química, mas são muito mais difíceis de trabalhar.

Os investigadores utilizadores o isolado de proteína de soja (SPI) como a sua proteína vegetal de teste, uma vez que está prontamente disponível como um subproduto da produção de óleo de soja. As proteínas vegetais, como o SPI, são pouco solúveis em água, tornando difícil o controlo da sua automontagem em estruturas ordenadas.

A nova técnica utiliza uma mistura ecológica de ácido acético e água, combinada com ultrassom e altas temperaturas, para melhorar a solubilidade do SPI. Este método produz estruturas de proteínas com interações inter-moleculares aprimoradas guiadas pela formação de ligações de hidrogénio. Numa segunda etapa, o solvente é removido, o que resulta numa película insolúvel em água.

O material tem desempenho equivalente a plásticos de engenharia de alto desempenho, como polietileno de baixa densidade. A sua força reside no arranjo regular das cadeias polipeptídicas, o que significa que não há necessidade de reticulação química, que é frequentemente usada para melhorar o desempenho e a resistência das películas de biopolímero. Os agentes de reticulação mais comumente usados ​​não são sustentáveis ​​e podem até ser tóxicos, enquanto nenhum elemento tóxico é necessário para a técnica desenvolvida por Cambridge.