Marina Verjovsky
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| Equipamento de microscopia eletrônica utilizada na pesquisa de materiais biodegradáveis e que se decompõem rapidamente, a fim de desenvolver novas embalagens e ajudar a combater a poluição por microplásticos (Foto: Divulgação) |
Pesquisadores brasileiros usam nanotecnologia para desenvolver novas embalagens biodegradáveis que ajudam a combater a poluição por microplásticos. A pesquisa, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), incorpora substâncias com características desejáveis em polímeros plásticos, para aprimorá-los. Apoiada pela FAPERJ, a equipe publicou dois artigos recentes no Journal of Applied Polymer Science, um deles em destaque na capa da edição de maio.
A coordenadora da pesquisa, professora Maria Inês Bruno Tavares, do Instituto de Macromoléculas da UFRJ, explica que os plásticos compostáveis, que são usados atualmente, como o PBAT, são amplamente utilizados em sacolas e embalagens descartáveis. Embora mais sustentáveis que os plásticos tradicionais, eles ainda geram microplásticos quando começam a se fragmentar e, se terminarem em aterros sanitários ou no meio ambiente, podem levar vários anos até se decompor por completo. Os plásticos compostáveis devem ser descartados em composteiras industriais ou domésticas, que oferecem condições ideais de temperatura, umidade e aeração, para uma degradação eficiente. Por isso, não são indicados para reutilização como sacos de lixo – o destino mais comum de sacolas plásticas em geral.
Já os novos materiais desenvolvidos pela equipe de Tavares são biodegradáveis e se decompõem rapidamente. "Em condições ideais de compostagem, levam 180 dias para perder 90% da sua massa. E, mesmo que sejam descartados no meio ambiente, também se degradam rapidamente. No início da degradação, os biopolímeros se fragmentam, mas os microorganismos se alimentam deles, resultando apenas em CO2 e água", explica a pesquisadora. "Assim, as embalagens que propomos minimizam muito a geração de microplásticos, que é um grande problema mundial."
Isso é possível porque a equipe incorpora aos plásticos compostáveis partículas bem pequenas (em escala nanométrica) de substâncias com características desejáveis. Na pesquisa mais recente, foram usados óxido de zinco (ZnO) e trióxido de molibdênio (MoO3), que conferem mais resistência ao calor, alcançando temperaturas de até 230°C sem comprometer a sua estrutura. Essas substâncias também impedem a multiplicação de bactérias, formando um filme biodegradável ideal para conservar alimentos.
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| A profª Maria Inês (de preto) e equipe em frente ao prédio do Instituto de Macromoléculas da UFRJ (Foto: Divulgação) |
Em outra pesquisa recente, a equipe adicionou resíduos de manga (caroço e casca) bem moídos ao polímero. Quanto menor o tamanho das partículas de manga, melhor o resultado final. Esse bioplástico tem maior resistência mecânica, e também se degrada rápido, sendo útil para embalagens de alimentos e sacolas plásticas, que são de descarte rápido. Segundo Tavares, as nanopartículas podem ser incorporadas ao plástico via solução, que usa pouca energia, ou por extrusão, que utiliza calor, uma técnica comum na indústria do setor. Inclusive, o potencial de produção em larga escala desses polímeros é promissor. No entanto, a universidade está capacitada a desenvolver a tecnologia até uma certa fase, necessitando a transferência para o ambiente industrial para produções acima de 10 kg. Atualmente, a pesquisa está em processo de patenteamento, com a documentação já enviada para a agência de inovação da UFRJ, para submissão ao INPI (Instituto Nacional de Propriedade Industrial). A equipe também busca empresas interessadas em produzir esses bioplásticos.
O laboratório da professora Tavares desenvolve pesquisas em bioplásticos há 12 anos. “Nosso diferencial está nos tipos de pesquisa que desenvolvemos, nas parcerias entre os pesquisadores e no parque instrumental que apoia nossas análises, com técnicas de caracterização exclusivas, como a Relaxometria por Ressonância Magnética Nuclear", diz a cientista.
Essa técnica permite o estudo detalhado das propriedades dos materiais, através dos núcleos de seus átomos. Para isso, o projeto contou com financiamento da FAPERJ da ordem de R$ 5 milhões, por meio do Edital das Redes de Nanotecnologia* em 2019, que recentemente prorrogou as bolsas dos pesquisadores por mais um ano. A pesquisa também recebeu apoio do projeto Ambev (de 2020 a 2022) e do CNPq.
*A pesquisadora Maria Inês Tavares coordena a Rede de Nanotecnologia para Desenvolvimento de Sistemas Poliméricos Nanoestruturados Aplicados a Embalagens Alimentícias Ativas e de Revestimento para Nutracêuticos.
