Uma alternativa robusta e ecológica às embalagens plásticas foi desenvolvida a partir do cânhamo, variedade ancestral da planta cannabis que não produz efeitos psicoativos.
O novo material, criado por cientistas dos Estados Unidos, é um termoplástico elástico, não tóxico, capaz de expandir até 1.600% do próprio tamanho e de suportar contato com água fervente sem perder suas propriedades.
O estudo, publicado na revista científica Chem Circularity, destaca que o material apresenta uma alta “temperatura de transição vítrea”. Essa característica garante a durabilidade do plástico mesmo em temperaturas elevadas.
Além disso, esse desempenho é raro entre materiais produzidos a partir de recursos naturais.
“Muito poucos, ou talvez nenhum, plástico feito a partir de recursos naturais possui essa qualidade”, disse o professor Gregory Sotzing, coautor do estudo, em um comunicado à imprensa.
A equipe espera que o canabidiol (CBD) extraído da flor do cânhamo possa substituir o bisfenol-A. Trata-se de um composto químico industrial sintético amplamente utilizado nos plásticos atuais.
Além disso, ele é considerado “um conhecido disruptor endócrino”. Ou seja, é uma substância capaz de interferir no equilíbrio hormonal do organismo.
De acordo com Sotzing, o novo material pode ser utilizado na fabricação de filmes plásticos transparentes. Além disso, o setor pode aplicá-lo em revestimentos. Também pode empregá-lo em outros produtos normalmente feitos com derivados do petróleo.
Entre eles, destaca-se o tereftalato de polietileno (PET), presente em garrafas descartáveis, embalagens de alimentos e substratos para eletrônicos flexíveis.
Essas aplicações exigem estabilidade em temperaturas médias e altas. Além disso, demandam a chamada processabilidade por fusão, que permite moldar e conformar o material. Segundo os pesquisadores, o material alcançou essa característica pela primeira vez em um policarbonato à base de cânhamo.
O coautor Mukerrem Cakmak afirmou que o trabalho estabelece os policarbonatos à base de CBD como alternativas sustentáveis para termoplásticos amplamente utilizados, como o PET.
“Desenvolvemos uma estrutura rigorosa de ciência de processamento que vincula a arquitetura molecular à processabilidade por fusão, ao desenvolvimento da orientação e à extensibilidade, sem comprometer a capacidade de fabricação.” Segundo Cakmak, o PET depende de grandes quantidades de combustíveis fósseis, especialmente petróleo bruto e gás natural.
Cientistas criam plástico de cânhamo resistente à água fervente
Depois de descartado, o material se degrada em partículas microscópicas conhecidas como microplásticos, que liberam substâncias químicas no ar, na água e nos alimentos, compostos associados à inflamação e a danos celulares.
Embora pesquisadores em todo o mundo busquem alternativas mais sustentáveis ao PET, a maioria dos polímeros produzidos a partir de plantas ou resíduos vegetais não alcança o mesmo nível de elasticidade e resistência térmica do cânhamo. Além disso, esses materiais costumam ter custos mais elevados de produção, cenário agravado pela alta nos preços do petróleo e do gás.
Outro desafio está nos catalisadores utilizados na fabricação de plásticos de origem biológica, que normalmente exigem temperaturas elevadas e dificultam a remoção do catalisador e a purificação do produto final, tornando o processo pouco viável em larga escala.
Para superar essas barreiras, Sotzing e seus colegas utilizaram cânhamo, legalizado nos Estados Unidos em 2019, para desenvolver um filme plástico e testar os parâmetros de processamento responsáveis por conferir ao material as propriedades adequadas para aplicações industriais.
“Este policarbonato, em sua forma de película lisa, apresenta um ângulo de contato muito alto com a água. Não esperávamos que nosso policarbonato de CBD tivesse um ângulo de contato maior do que a maioria das poliolefinas (plásticos térmicos).” Segundo o pesquisador, materiais com essas propriedades também podem ser aplicados em nanopartículas para administração de medicamentos e no revestimento de cateteres.
Os cientistas trabalham agora no desenvolvimento de uma versão do plástico derivado do cânhamo com maior resistência mecânica, além da ampliação do processo de fabricação. Apesar do potencial, o estudo aponta que a produção mundial atual de CBD ainda não é suficiente para substituir completamente o PET.
Mesmo assim, o cultivo do cânhamo vem crescendo, impulsionado pelo uso da planta na indústria têxtil, na construção civil e em produtos alimentícios.A planta cresce rapidamente e se adapta a diferentes climas.
Além disso, demanda relativamente pouca água e requer pouco ou nenhum pesticida. O professor Sotzing destaca que os agricultores podem rotacionar o cânhamo com culturas como milho e soja. Dessa forma, a planta se torna uma alternativa versátil e ainda contribui para a revitalização do solo agrícola.
Fonte: Ciclo Vivo
