O plástico é hoje indispensável no quotidiano, mas a sua produção tem um custo ambiental elevado e, além disso, tornou-se uma das principais fontes de poluição.
PDCA (ácido piridinedicarboxílico): um ingrediente mais ecológico para fabricar plástico biodegradável
Um composto chamado ácido piridinedicarboxílico (PDCA) pode contribuir para mitigar parte destes problemas, graças a melhorias recentes no seu processo de fabrico.
Importa esclarecer que o PDCA não é, por si só, um “plástico ecológico”. Em vez disso, funciona como um ingrediente de base azotada que permite produzir plásticos mais biodegradáveis. Estudos anteriores sobre o potencial do material destacaram, em particular, a sua utilidade como alternativa a monómeros não biodegradáveis derivados do ácido tereftálico usados em plásticos PET.
Avanços no fabrico: mais rendimento e menos resíduos tóxicos
Uma nova investigação conduzida por uma equipa da Universidade de Kobe, no Japão, introduziu duas melhorias essenciais na produção de PDCA. Em conjunto, estas alterações permitem obter o composto com um rendimento sete vezes superior ao das abordagens existentes e, ao mesmo tempo, eliminam os resíduos tóxicos que anteriormente acompanhavam o processo.
Segundo o bioengenheiro Tanaka Tsutomu, a equipa decidiu abordar o problema de forma diferente: em vez de depender de etapas químicas geradoras de desperdícios, procuraram aproveitar o metabolismo celular para assimilar azoto e construir o composto de ponta a ponta.
Tanaka sublinha ainda que o ponto-chave do trabalho foi provar que reações metabólicas conseguem incorporar azoto sem gerar subprodutos indesejados, abrindo caminho a uma síntese mais limpa e eficiente do composto-alvo.
Como o PDCA é produzido com Escherichia coli
A etapa central do método assenta na alimentação de glicose a bactérias Escherichia coli. Estas bactérias foram potenciadas com enzimas escolhidas especificamente para transformar um composto intermédio no material final: o PDCA.
Apesar do progresso, a optimização não foi linear. As mudanças introduzidas no método acabaram, numa fase inicial, por gerar um novo subproduto tóxico. A equipa encontrou uma forma de contornar o problema ao adicionar um composto separado, o piruvato - embora esta solução possa trazer desafios adicionais mais adiante.
Ajustes de cultura, H₂O₂ e o desafio de escalar
Tanaka explica que, ao afinar as condições de cultura - em particular através da adição de uma substância capaz de “capturar” H₂O₂ (peróxido de hidrogénio) - foi possível ultrapassar finalmente o obstáculo. No entanto, este passo adicional pode traduzir-se em novas dificuldades económicas e logísticas quando se pensar numa produção à escala industrial.
Assim, embora ainda exista trabalho substancial antes de se alcançar uma aplicação comercial (em parte devido ao uso de piruvato), os resultados já demonstram melhorias importantes na produção de plástico durável e biodegradável.
Viabilidade e contexto: menos dependência do petróleo
No panorama actual, o PDCA surge como uma opção cada vez mais realista para reduzir a dependência de matérias-primas de origem petrolífera na indústria do plástico. Uma das vantagens é poder ser fabricado a partir de ingredientes naturais, recorrendo a um sistema de biorreactor.
Para além do ganho ambiental, soluções baseadas em biorreactores podem oferecer maior previsibilidade de qualidade e permitir um controlo rigoroso das condições de síntese - factores relevantes quando se pretende transformar um avanço de laboratório numa cadeia de fornecimento industrial estável.
Outras alternativas biodegradáveis: BCBN
Entre os biomateriais que também têm chamado a atenção este ano está a celulose bacteriana–nitreto de boro hexagonal (BCBN). Esta abordagem utiliza fibras de celulose bacteriana, que são rodadas de forma controlada para gerar propriedades vantajosas.
Por que isto importa
Com a poluição por plástico a acumular-se no ambiente - e a ser detectada também no organismo humano - encontrar alternativas biodegradáveis tornou-se um objectivo urgente para cientistas de materiais.
Tanaka acrescenta que a incorporação de enzimas associadas ao metabolismo do azoto amplia o conjunto de moléculas que podem ser obtidas por síntese microbiana, reforçando ainda mais o potencial da biofabricação.
A investigação foi publicada na revista Engenharia Metabólica.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário