Molécula natural produz polímeros totalmente recicláveis

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Os plásticos estão entre os materiais com maior sucesso dos tempos modernos. No entanto, eles atualmente causam grande impactos na natureza. Os cientistas produziram diferentes polímeros a partir do ácido lipóico, uma molécula natural. Esses polímeros são facilmente despolimerizados em condições suaves. Cerca de 87% dos monômeros podem ser recuperados em sua forma pura e reutilizados para fazer novos polímeros de qualidade virgem.

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Os plásticos estão entre os materiais de maior sucesso dos tempos modernos. No entanto, eles também criam um grande problema de resíduos. Cientistas da Universidade de Groningen (Holanda) e da Universidade de Ciência e Tecnologia da China Oriental (ECUST), em Xangai, produziram diferentes polímeros a partir do ácido lipóico, uma molécula natural. Esses polímeros são facilmente despolimerizados em condições suaves. Cerca de 87 por cento dos monômeros podem ser recuperados em sua forma pura e reutilizados para fazer novos polímeros de qualidade virgem.

Um problema com a reciclagem de plásticos é que geralmente resulta em um produto de qualidade inferior. Os melhores resultados são obtidos pela reciclagem química, na qual os polímeros são decompostos em monômeros. No entanto, esta despolimerização é frequentemente muito difícil de conseguir. No Centro de Pesquisa Conjunta de Cientistas do Prêmio Nobel de Feringa, uma colaboração entre a Universidade de Groningen e a ECUST, os cientistas desenvolveram um polímero que pode ser criado e totalmente despolimerizado em condições moderadas.

Os pesquisadores descobriram uma maneira de produzir polímeros a partir da molécula natural do ácido lipóico de uma forma muito controlada. Para os pesquisadores esse ácido é uma bela molécula e um bloco de construção perfeito que foi criado pela natureza. A molécula tem uma estrutura em anel que inclui uma ligação enxofre-enxofre. Quando essa ligação é quebrada, os átomos de enxofre podem reagir com os de outro monômero. Esse processo era conhecido antes, mas conseguimos encontrar uma forma de controlá-lo e de criar polímeros longos.

A molécula também possui um grupo carboxila, que reage prontamente com os íons metálicos. Os íons metálicos podem reticular os polímeros, o que resulta em um material elástico. Ao dissolver a molécula em água com hidróxido de sódio e, em seguida, evaporar a água, um filme de polímero mais firme é produzido por meio de ligações iônicas. Como a polimerização é feita por ligações reversíveis, o material também é autocurante. Quando o polímero é cortado, basta pressionar as pontas para que a começar o processo de reconexão que ocorre em alguns minutos.

Segundo os pesquisadores eles podem reciclar o material em monômeros várias vezes, sem perda de qualidade. Para uma aplicação industrial é necessário que os processos de polimerização e despolimerização aumentem de 87% para 100%.

Fonte

Qi Zhang, Yuanxin Deng, Chen-Yu Shi, Ben L. Feringa, He Tian e Da-Hui Qu. Reciclagem química de circuito fechado duplo de polímeros sintéticos por poli (dissulfetos) intrinsecamente reconfiguráveis . Matter , 2021 DOI: 10.1016 / j.matt.2021.01.014

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