De acordo com pt.wedoany.com-Na madrugada de 16 de julho, horário de Pequim, a equipe do Professor Wang Yong, da Universidade de Zhejiang, em colaboração com a Universidade de Cardiff (Reino Unido), a Universidade de Tóquio, a Universidade de Tecnologia de Zhejiang, a Universidade de Metrologia da China e outras instituições internacionais, publicou um estudo inovador sobre tecnologia de degradação de plásticos na revista internacional Nature, rompendo completamente as limitações técnicas da reciclagem tradicional de resíduos plásticos.
A equipe de pesquisa superou a dependência da reciclagem tradicional de plásticos em altas temperaturas, altas pressões e reagentes químicos complexos. Utilizando apenas água e oxigênio, as duas substâncias mais abundantes e baratas da natureza, como meios de reação, conseguiram converter eficientemente resíduos de polietileno, polipropileno e até pneus usados em produtos orgânicos de alto valor agregado sob condições amenas, abrindo um novo caminho para a valorização de resíduos plásticos.
Atualmente, a produção global anual de plásticos ultrapassa 400 milhões de toneladas. Grandes quantidades de resíduos plásticos são descartadas em aterros, incineradas ou abandonadas, infiltrando-se no solo e nos oceanos, gerando continuamente microplásticos e causando problemas ecológicos de longo prazo. As tecnologias atuais de reciclagem química conseguem processar apenas cerca de 9% dos resíduos plásticos e apresentam deficiências evidentes: a maioria depende de catalisadores de metais preciosos e requer ambientes de alta temperatura e pressão, resultando em alto consumo de energia e custos de processamento elevados, além de os catalisadores se desativarem facilmente, dificultando a implementação em larga escala.
Atualmente, a principal linha de pesquisa na indústria tem se concentrado no desenvolvimento de materiais catalíticos com melhor desempenho.
"Inicialmente, nossa abordagem para a degradação de plásticos era semelhante à da maioria dos colegas — desenvolver catalisadores de maior desempenho", relembra Wang Yong.
Um experimento de controle comum, no entanto, mudou completamente a direção da equipe. O estudante de doutorado Gao Ruiliang montou um grupo de controle em branco sem catalisador em um experimento de degradação de rotina. Pelo senso comum, nenhuma reação deveria ocorrer nesse grupo, mas os dados experimentais mostraram uma degradação significativa do polietileno, um material estável.
"Inicialmente, pensamos que poderia ser um erro operacional ou que havia resíduos de catalisador no reator", explica Wang Yong. Para verificar, a equipe realizou dezenas de repetições cruzadas, e o fenômeno da degradação do plástico se manteve consistente. Os pesquisadores finalmente confirmaram que, sem a adição de qualquer catalisador, o plástico ainda podia ser degradado.
O Professor Wang Yong comentou que muitas descobertas científicas revolucionárias surgem de dados experimentais anômalos. Se os resultados incomuns forem simplesmente atribuídos a erros experimentais, pode-se perder a oportunidade de descobrir novas leis científicas.
Essa descoberta rompeu completamente a estrutura de pesquisa original da equipe e deslocou o foco do estudo de "desenvolver catalisadores mais eficientes" para uma nova questão científica: "por que o plástico ainda se degrada na ausência de catalisadores?"
Posteriormente, a equipe aprofundou-se no mecanismo de reação subjacente e identificou o elemento-chave do fenômeno de degradação: a interface de gotículas microscópicas.
Quando resíduos plásticos são aquecidos juntamente com água e oxigênio, o plástico fundido é disperso em inúmeras gotículas de óleo em escala micrométrica sob agitação, formando um sistema estável de microgotículas "óleo em água". A pesquisa descobriu que, nessas interfaces de gotículas aparentemente comuns, devido à assimetria na disposição molecular na interface, um campo elétrico local intenso é gerado espontaneamente. Esse ambiente interfacial especial promove a ativação de moléculas de água, gerando in situ radicais hidroxila (•OH) com forte capacidade oxidante.
Esses radicais hidroxila atuam como "tesouras moleculares" precisas, capazes de cortar gradualmente as cadeias longas estáveis de carbono-carbono em plásticos como polietileno e polipropileno, convertendo materiais poliméricos anteriormente difíceis de degradar em produtos químicos de alto valor agregado, como ácidos dicarboxílicos de cadeia curta.
"Todo o processo não requer a adição de nenhum catalisador, apenas água e oxigênio, e pode ser realizado sob condições amenas de pouco mais de cem graus Celsius para a conversão completa do polietileno", afirma Wang Yong. Mais importante, após a reação, não há resíduos de microplásticos, alcançando uma degradação verdadeiramente completa e uma utilização de alto valor.
Essa descoberta não apenas renova a compreensão do mecanismo de oxidação e degradação de plásticos, mas também abre uma nova rota tecnológica para a indústria de reciclagem de plásticos. Resíduos plásticos, que antes tinham baixo valor e altos custos de processamento, podem agora ser diretamente convertidos em matérias-primas químicas de alto valor agregado, transformando um fardo ambiental em riqueza de recursos.
