Químicos da Rutgers Criam Plásticos com Desmontagem Programada Inspirados em Polímeros Naturais

Pesquisadores do Departamento de Química e Biologia Química da Universidade Rutgers desenvolveram uma nova estratégia química para projetar plásticos com autodestruição programada, buscando mitigar a poluição plástica global. A inspiração para a inovação surgiu do contraste entre a durabilidade sintética dos polímeros artificiais e a degradação intrínseca de moléculas naturais de cadeia longa, como o DNA e o RNA.

O Professor Assistente Yuwei Gu, da Rutgers-New Brunswick, concebeu a abordagem biomimética macromolecular após observar garrafas plásticas descartadas no Parque Estadual de Bear Mountain, Nova York. A equipe aplicou o conceito de "pré-organização conformacional", que não cria novas ligações químicas, mas reconfigura o arranjo espacial das ligações existentes para torná-las inerentemente mais suscetíveis à decomposição. Esta técnica mimetiza a estrutura de polímeros biológicos, incorporando grupos auxiliares que facilitam a quebra das ligações sob condições ambientais normais, eliminando a necessidade de calor excessivo ou reagentes químicos agressivos.

Os resultados do estudo foram detalhados na revista Nature Chemistry em 28 de novembro de 2025. Os pesquisadores demonstraram a capacidade de engenharia para ajustar a cinética de degradação do material, permitindo que os plásticos se decomponham em escalas de tempo programáveis, que podem variar de dias a anos, alinhando a vida útil do material à sua função específica. Por exemplo, embalagens de alimentos poderiam ter uma vida útil de apenas um dia, enquanto componentes automotivos exigiriam estabilidade por vários anos.

A pesquisa também introduziu um mecanismo de controle reversível, permitindo que a decomposição seja ativada seletivamente por íons metálicos ou pela exposição à luz ultravioleta, oferecendo um gerenciamento sem precedentes sobre o ciclo de vida do material. Testes laboratoriais iniciais indicaram que o resíduo líquido resultante do processo de quebra é não-tóxico, embora a confirmação completa dessa característica exija investigação contínua. A capacidade de ajustar a taxa de degradação sem alterar a identidade química da ligação clivável resolve o conflito entre a estabilidade necessária para o uso e a responsabilidade ambiental.

Em contraste com este avanço, a produção global de plásticos em 2022 resultou em mais de um quarto de bilhão de toneladas descartadas, com apenas cerca de 9% a 14% sendo recicladas, segundo dados de análises recentes. O Professor Gu busca ativamente colaborações para a comercialização e testes de compatibilidade desta nova classe de materiais, visando alinhar o desempenho com a desmontagem natural, um conceito fundamental para uma economia circular de polímeros.