Pesquisadores do Trinity College Dublin e da Universidade de Manchester fizeram grandes avanços na melhoria da reciclagem do tereftalato de polietileno, o tipo de plástico mais comum encontrado em garrafas de bebidas e recipientes de alimentos. A pesquisa, liderada pela Dra. Cristina Trujillo e pelo Professor Stephen Connon, foi publicada na revista RSC Sustainability. O trabalho da equipe se concentra no uso de sais líquidos à base de gálio ecologicamente corretos para o processo de glicólise, que decompõe os plásticos em seus componentes principais para que possam ser reutilizados.
Os resíduos plásticos são um problema crescente, e o tereftalato de polietileno, um material essencial em muitos produtos de uso diário, é um dos principais contribuintes. Infelizmente, a maioria dos plásticos não pode ser reciclada de forma eficiente através de métodos mecânicos padrão devido à contaminação ou desgaste causado pela reutilização. Quando o plástico é reciclado desta forma, muitas vezes resulta numa perda de qualidade do produto. A glicólise, por outro lado, oferece uma forma de reciclar o plástico em materiais de alta qualidade que são quase como novos. “Há um interesse crescente no uso de catalisadores de sal líquido à base de colina para reciclar o tereftalato de polietileno via glicólise”, enfatizou o Dr. Trujillo. O objetivo é encontrar maneiras mais eficientes e ecologicamente corretas de atingir esse objetivo.
A sua investigação envolveu simulações de computador e experiências de laboratório para compreender melhor como a colina, um componente chave de muitos sais líquidos, ajuda a decompor o plástico. Pesquisas anteriores mostraram que a colina desempenha um papel importante nas reações químicas, ajudando a estabilizar certas partes do processo. No entanto, este novo estudo mostra que outros factores, como o solvente etilenoglicol, são na verdade mais importantes do que se pensava anteriormente. O professor Connon explica: “Nossos resultados sugerem que, embora os sais líquidos à base de colínio tenham potencial como catalisadores para a reciclagem química de plásticos, o papel do próprio cátion colínio pode ser exagerado.”
Através de vários testes, os pesquisadores compararam diferentes catalisadores de sal líquido, incluindo uma nova versão que não continha colina. Alguns desses catalisadores alternativos são ainda melhores, usando menos material e alcançando resultados mais elevados. Um tipo específico que utiliza catalisador à base de fosfônio se destaca por sua eficiência. Os dados mostraram que estes catalisadores alternativos tiveram um desempenho significativamente melhor do que os catalisadores de colina. As descobertas são cruciais porque sugerem que existem formas mais eficientes e sustentáveis de reciclar plásticos.
O apelo da colina é que ela é biodegradável, o que significa que se decompõe naturalmente e é menos prejudicial ao meio ambiente. No entanto, o desempenho quase idêntico dos catalisadores alternativos sugere que a verdadeira vantagem da colina pode residir mais nos seus benefícios ambientais do que na sua capacidade de auxiliar no processo de reciclagem. “Isso abre a porta para pesquisas futuras para explorar catalisadores biodegradáveis sem colina, proporcionando um processo de reciclagem mais eficiente e ao mesmo tempo ecologicamente correto”, observou a Dra. Cristina Trujillo.
A pesquisa tem implicações mais amplas do que apenas a reciclagem de garrafas plásticas. Destaca a necessidade de rever ideias comummente aceites na química, especialmente no desenvolvimento de tecnologias mais amigas do ambiente. A equipe pretende continuar estudando como diferentes solventes e catalisadores afetam o processo de reciclagem, com o objetivo de torná-lo mais ecologicamente correto. Estes esforços contínuos podem levar a métodos melhores e mais sustentáveis de gestão de resíduos plásticos e ajudar a alcançar os objetivos ambientais globais.
No geral, esta pesquisa representa um passo importante na descoberta de métodos de reciclagem mais ecológicos. Desafia a ideia de que a colina é essencial para o processo de reciclagem, sugerindo que outros catalisadores de sal líquido podem funcionar melhor. No entanto, o desenvolvimento contínuo destes catalisadores, baseados ou não em colina, é uma grande promessa para resolver o crescente problema dos resíduos plásticos.
Referência do diário
Bura D., Pedrini L., Trujillo C., Connon SJ “Catalisadores líquidos iônicos de colina para glicólise de tereftalato de polietileno: compreendendo o papel dos solventes e reavaliando as contribuições catiônicas.” Sustentabilidade RSC, 2023. doi: https://doi.org/10.1039/d3su00336a
Sobre o autor
Dra. Cristina Trujillo Obtenha um Ph.D. em química teórica e computacional pela Universidad Autònoma de Madrid (Espanha) em 2008. Entre 2008-2016, realizou vários pós-doutorados na Espanha (CSIC), Praga (Academia de Ciências) e Irlanda (Trinity College, Dublin). De 2016 a 2018, atuou como pesquisadora no TCD. Ela então trabalhou como professora assistente na Escola de Química e Ciências Farmacêuticas da TU Dublin. Ela recebeu uma bolsa de pesquisa de iniciação SFI altamente competitiva (SIRG, 2018) e uma bolsa L’Oréal-UNESCO do Reino Unido e Irlanda para mulheres na ciência – altamente recomendada (2019). De 2019 a 2022, trabalhou como pesquisadora independente no TCD, liderando seu próprio grupo de pesquisa. Atualmente é professora de Química Computacional e Teórica na Universidade de Manchester.
Ela tem experiência em tópicos altamente fundamentais em química orgânica computacional, como catálise assimétrica, projeto catalítico conduzido computacionalmente, mecanismos de reação e interações não covalentes. Os seus interesses de investigação centram-se na área da catálise assimétrica, com especial ênfase na aplicação de tecnologia computacional no projeto de catalisadores orgânicos e na previsão e controlo de processos catalíticos, que têm impacto direto no desenvolvimento de produtos para diferentes aplicações.
Diana Bulla é estudante de doutorado do terceiro ano no Trinity Institute of Biomedical Sciences, Trinity College, Dublin, Irlanda, sob a supervisão da Dra. Cristina Trujillo. Sua jornada de pesquisa começou no último ano de seus estudos de graduação no Trinity College Dublin, onde conduziu estudos teóricos sobre catalisadores de transferência de fase para a cianação conjugada assimétrica de N-acilpirroles dentro do grupo Trujillo. Atualmente, seu doutorado concentra-se em estudos mecanísticos utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT) em diferentes áreas da química, incluindo despolimerização de PET, organocatálise e eletroorganocatálise. O seu principal interesse de investigação reside na utilização de ferramentas computacionais para melhorar a eficiência e sustentabilidade da investigação química.
Lorenzo Pedroni Após concluir o mestrado e o doutorado em Química e Tecnologia Medicinal pela Universidade de Gênova, Itália, seu último projeto foi a síntese de derivados de imidazopirazol sob a supervisão da professora Chiara Brullo. Mais tarde, mudou-se para Dublin e atualmente está concluindo seu doutorado. Sob a supervisão do Professor Stephen Connon, Trinity Institute of Biomedical Sciences, Trinity College, Dublin, Irlanda. Seu trabalho se concentra no desenvolvimento de novos catalisadores iônicos biodegradáveis para reciclagem de plástico. Possui ampla experiência em despolimerização de PET, síntese orgânica, metátese iônica, líquidos iônicos e técnicas espectroscópicas.
