Embora os chamados bioplásticos continuem a lançar dúvidas sobre sua verdadeira sustentabilidade, os pesquisadores do Reino Unido criaram um material vegetal sustentável em grande escala que poderia substituir o plástico de uso único em muitos produtos de consumo. O resultado final é como a seda da teia de aranha, mas de origem vegetal.
Pesquisadores da Universidade de Cambridge conseguiram criar um filme de polímero que imita as propriedades da seda de aranha , um dos materiais mais resistentes da natureza. O novo material é tão forte quanto muitos plásticos usados hoje e pode substituí-los em muitos produtos e usos domésticos. Os resultados são publicados na revista Nature Communications.
O material foi criado usando um novo sistema para reunir proteínas vegetais em materiais que imitam a seda em nível molecular. Esse método de eficiência energética, usando ingredientes sustentáveis, resulta em um filme separado, semelhante a plástico, que pode ser fabricado em escala industrial.
Além disso, uma cor ‘estrutural’ que não desbota pode ser adicionada ao polímero e também pode ser usada para fazer revestimentos à prova d’água.
O material é compostável diretamente em casa , enquanto outros tipos de bioplásticos requerem instalações de compostagem industriais para se degradarem. Além disso, o material desenvolvido pela Universidade de Cambridge não requer modificações químicas de seus componentes naturais, portanto, pode se degradar com segurança na maioria dos ambientes naturais.
O novo produto será comercializado pela Xampla, empresa derivada dessa mesma universidade , que desenvolve peças descartáveis de plástico e microplástico. A empresa vai lançar uma gama de sachês e cápsulas descartáveis ainda este ano, que podem substituir o plástico usado em produtos de uso diário, como recipientes para máquinas de lavar louça e cápsulas de sabão em pó.
Uma descoberta feita durante a investigação de Alzheimer
Por muitos anos, o professor Tuomas Knowles, do Departamento de Química Yusuf Hamied, em Cambridge, pesquisou o comportamento das proteínas. Grande parte de sua pesquisa se concentrou no que acontece quando eles se dobram mal ou “se comportam mal” e como isso se relaciona com a saúde e as doenças humanas, principalmente a doença de Alzheimer.
“Nós normalmente investigamos como as interações funcionais de proteínas nos permitem permanecer saudáveis e como as interações irregulares estão implicadas na doença de Alzheimer”, disse Knowles, que liderou a pesquisa atual.
“Foi uma surpresa descobrir que nossa pesquisa também poderia abordar um grande problema de sustentabilidade : o da poluição por plástico”, acrescentou.
Como parte de sua pesquisa de proteínas, Knowles e seu grupo exploraram por que materiais como a seda da teia de aranha são tão fortes quando têm ligações moleculares tão fracas.
“Descobrimos que uma das principais características que dá força à seda da aranha é que as ligações de hidrogênio são regularmente organizadas no espaço em uma densidade muito alta”, disse Knowles.
O coautor Dr. Marc Rodríguez García, pesquisador de pós-doutorado no grupo de Knowles que agora é chefe de P&D da Xampla, começou a estudar como replicar essa automontagem regular em outras proteínas.
E é que as proteínas têm uma propensão para a auto-organização e auto-montagem molecular , e as proteínas vegetais em particular são abundantes e podem ser obtidas de forma sustentável como subprodutos da indústria alimentícia.
“Muito pouco se sabe sobre a automontagem de proteínas vegetais e é empolgante saber que, preenchendo essa lacuna de conhecimento, podemos encontrar alternativas para os plásticos de uso único”, disse o doutorando Ayaka Kamada, primeiro autor do artigo.
Os pesquisadores replicaram com sucesso as estruturas encontradas na seda da aranha usando um isolado de proteína de soja, que tem uma composição completamente diferente.
“Como todas as proteínas são feitas de cadeias polipeptídicas, sob as condições certas podemos fazer as proteínas vegetais se auto-montar como a seda da aranha “, disse Knowles.
“Em uma aranha, a proteína da seda se dissolve em uma solução aquosa, que é então montada em uma fibra imensamente forte por meio de um processo de fiação que requer muito pouca energia”, continuou ele.
“Outros pesquisadores têm trabalhado diretamente com materiais de seda em substituição ao plástico, mas ainda são um produto de origem animal”, disse Rodríguez García. “De certa forma, criamos ‘seda de aranha vegana’, ou seja, criamos o mesmo material sem a aranha”, explica o cientista.
Qualquer substituição do plástico requer outro polímero. Os dois que existem em abundância na natureza são polissacarídeos e polipeptídeos. Celulose e nanocelulose são polissacarídeos e têm sido usados para uma variedade de aplicações, mas muitas vezes requerem alguma forma de reticulação para formar materiais fortes. As proteínas se auto-montam e podem formar materiais fortes como a seda sem modificações químicas, mas são muito mais difíceis de trabalhar.
Os pesquisadores usaram o isolado de proteína de soja (SPI) como proteína vegetal de teste, pois é facilmente obtido como subproduto da produção de óleo de soja. Proteínas vegetais como SPI são pouco solúveis em água.
Fontes: Verde y Azul / World Economic Forum /
