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Esta pode ser a solução para a poluição causada pelo plástico

Os plásticos se tornaram um sinônimo de problema ambiental. Mas uma nova descoberta feita por pesquisadores do Riken Center for Emergent Matter Science, em colaboração com a Universidade de Tóquio, no Japão, e a Universidade de Tecnologia de Eindhoven, nos Países Baixos (Holanda), pode mudar este cenário.

Os cientistas desenvolveram um novo produto que se dissolve completamente na água do mar em poucas horas. Além disso, ele não deixa resíduos de microplásticos, o que pode ajudar na luta contra a poluição.

Material pode ser moldado em diferentes formas e para vários usos (Imagem: divulgação/RIKEN)

Degradação é mais rápida e menos prejudicial ao meio ambiente

O trabalho descreve a criação de um plástico supramolecular formado pela combinação de dois monômeros iônicos: o hexametafosfato de sódio, um aditivo alimentar comum, e monômeros baseados em íon guanidínio. As conclusões foram apresentadas em estudo publicado na revista Science.

Os pesquisadores explicam que estas moléculas formam ligações reversíveis chamadas “pontes salinas”. Este processo garante uma alta resistência. Por outro lado, o material se desfaz rapidamente em contato com os eletrólitos presentes na água salgada.

Representação artística do novo plástico biodegradável (Imagem: divulgação/RIKEN)

De acordo com os cientistas, a degradação total do produto acontece em aproximadamente 8 horas. Dessa forma, a criação de uma simples fissura na superfície é suficiente para deixar a água entrar, permitindo que todo o material se dissolva.

Outra vantagem é que o plástico não libera pequenas partículas após ser degradado. Isso significa que não há risco de contaminação da fauna e da cadeia alimentar com os microplásticos. Por fim, a degradação do produto libera nutrientes como fósforo e nitrogênio, que podem beneficiar ecossistemas terrestres.

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Plástico convencional causa contaminação (Imagem: SIVStockStudio/Shutterstock)

Material pode substituir o plástico usado atualmente

  • Durante o estudo, a equipe ainda identificou que o novo material não é tóxico ou inflamável.
  • Como ele pode ser moldado em diversas formas, a ideia é que ele possa ser utilizado para aplicações médicas e impressões 3D.
  • O objetivo agora é ampliar a produção em escala industrial e testar a resistência do plástico em diferentes condições ambientais.
  • O objetivo é que o material possa substituir os plásticos convencionais em embalagens, utensílios descartáveis e outros produtos.
  • Isso traria grandes benefícios para a preservação dos oceanos e ecossistemas terrestres.

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Fungo pode ser a solução para substituir plástico; entenda

Cientistas da Suíça criaram um material biodegradável a partir de um fungo comestível com altos níveis de resistência e flexibilidade. A inovação é dos Laboratórios Federais Suíços para Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA, na sigla em inglês).

Além de ser resistente a rasgos e possuir propriedades funcionais versáteis, ele não demanda produtos químicos — diferentemente de outros materiais baseados em celulose, lignina ou quitina, que dependem de adições para um desempenho ideal.

Os pesquisadores utilizaram o micélio do cogumelo de guelras divididas, um fungo comestível amplamente difundido que cresce em madeira morta. Micélios são estruturas fúngicas filamentosas semelhantes a raízes — suas fibras são conhecidas como hifas.

Pesquisadores utilizaram o micélio do cogumelo de guelras divididas (Imagem: Jayantibhai Movaliya/iStock)

E o que elas entregam?

  • A equipe selecionou uma cepa do fungo que produz níveis particularmente altos de duas macromoléculas específicas: o polissacarídeo de cadeia longa esquizofilano e a proteína hidrofobina, semelhante a sabão;
  • As hidrofobinas se acumulam nas interfaces entre líquidos polares e apolares, como água e óleo, enquanto o esquizofilano é uma nanofibra: com menos de um nanômetro de espessura, mas mais de mil vezes mais longa;
  • Juntas, essas duas biomoléculas conferem ao micélio vivo propriedades que o tornam adequado para uma ampla gama de aplicações. 

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Fungos ajudando o meio ambiente

Tanto os filamentos fúngicos quanto suas moléculas extracelulares são atóxicos, biocompatíveis e comestíveis. Os pesquisadores, então, testaram o material em duas possíveis aplicações: uma película semelhante a plástico e uma emulsão.

Emulsões são compostas de dois ou mais líquidos que, normalmente, não se misturam: leite, molho para salada ou maionese são considerados emulsões, assim como cosméticos, tintas e vernizes também assumem a forma de emulsões.

Equipe vai testar bateria com eletrodos formados por um “papel fúngico” vivo (Imagem: Empa/Divulgação)

O desafio do mercado é estabilizar essas misturas para que não se separem em líquidos individuais ao longo do tempo — e o micélio vivo pode ajudar nisso com suas fibras esquizofilinas e hidrofobinas.

Em um segundo experimento, os pesquisadores fabricaram o micélio em filmes finos, como plástico. O resultado foi uma excelente resistência à tração, que pode ser aprimorada pelo alinhamento direcionado das fibras fúngicas e polissacarídicas em seu interior.

O micélio é também um biodegradador: os cogumelos de guelras divididas podem decompor ativamente madeira e outros materiais vegetais. “Em vez de sacolas plásticas compostáveis, ele poderia ser usado para fazer sacolas que compostam os próprios resíduos orgânicos”, afirmou o pesquisador Gustav Nyström.

A equipe agora está testando a criação de uma bateria compacta e biodegradável cujos eletrodos consistem em um “papel fúngico” vivo. O material também apresenta uma reação reversível à umidade e pode ser usado para produzir sensores de umidade biodegradáveis futuramente.

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O que é microplástico?

Quando pensamos em poluição, geralmente imaginamos grandes objetos descartados incorretamente na natureza, como garrafas plásticas, embalagens ou sacolas.

No entanto, existe uma forma de poluição plástica que nem sempre conseguimos enxergar, mas que está presente em praticamente todos os ambientes do planeta, inclusive nos alimentos que ingerimos.

São os chamados microplásticos: pequenos fragmentos de plástico com menos de cinco milímetros de diâmetro, tão minúsculos que muitas vezes só são visíveis com o uso de microscópios.

Os microplásticos e suas divisões

Os microplásticos podem ser divididos em duas categorias principais. A primeira inclui aqueles fabricados já em formato reduzido, que são amplamente utilizados em produtos do nosso dia a dia, como cosméticos, produtos de higiene pessoal, esfoliantes, tintas e tecidos sintéticos.

Exemplos de microplásticos (Imagem: SIVStockStudio/Shutterstock)

A segunda categoria abrange aqueles que surgem a partir da decomposição gradual de objetos maiores, resultado da ação do sol, do vento e das ondas, que quebram o plástico em pedaços cada vez menores.

Essas partículas se tornaram uma preocupação ambiental devido à sua grande capacidade de persistir no ambiente.

Diferentemente dos materiais orgânicas, que podem ser decompostos em períodos relativamente curtos, os plásticos são extremamente resistentes e levam centenas de anos para se degradar completamente. Enquanto isso não acontece, eles permanecem nos oceanos, rios, solos e até no ar que respiramos.

Consequências da ingestão dos microplásticos

A presença generalizada dos microplásticos tem consequências negativas não só para a fauna e a flora, mas também para os seres humanos.

Microplásticos
Microplásticos foram encontradas em todas as localidades analisadas (Imagem: Uladzimir Zuyeu/iStock)

Muitos animais, especialmente aqueles que vivem nos oceanos, confundem essas pequenas partículas com alimento.

Ao ingerirem microplásticos, acabam obstruindo o trato digestivo, prejudicando a absorção de nutrientes e até mesmo causando a morte. Além disso, essas partículas podem acumular substâncias químicas tóxicas, como pesticidas e metais pesados, potencializando ainda mais o risco para os organismos que as consomem.

No caso dos humanos, a ingestão de microplásticos ocorre de forma indireta, mas frequente. Estudos já identificaram a presença dessas partículas em alimentos como peixes, frutos do mar, sal e até mesmo em água potável, tanto engarrafada quanto da torneira.

O efeito dessas partículas sobre a saúde humana ainda não está completamente esclarecido, mas há preocupações legítimas quanto à possibilidade de os microplásticos provocarem inflamações, perturbações hormonais e até mesmo facilitarem a absorção de compostos tóxicos pelos órgãos do corpo humano.

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Além dos impactos diretos na saúde, a presença dos microplásticos prejudica gravemente os ecossistemas marinhos e terrestres, podendo levar ao desequilíbrio das cadeias alimentares e à redução da biodiversidade.

Fauna Costa Rica
Macaco-prego com filhote nas costas em galho de árvore na floresta tropical da Costa Rica. Imagem: Steve Bruckmann / Shutterstock

Espécies essenciais para o equilíbrio ecológico acabam sofrendo, com reflexos negativos na produtividade e sustentabilidade desses ambientes.

Como reduzir os microplásticos

A redução dos microplásticos é possível por meio de mudanças nos hábitos de consumo, especialmente evitando produtos descartáveis, optando por produtos biodegradáveis e participando ativamente de iniciativas de reciclagem e descarte adequado do lixo.

Diversas pesquisas também vêm buscando soluções para remover essas partículas do meio ambiente, através de filtros, barreiras e novas tecnologias. Porém, a verdadeira solução passa por conscientização global e por políticas ambientais mais eficazes, que limitem o uso excessivo de plástico em escala mundial.

Com informações de NOAA.

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Nem plástico, nem papel! Esse pode ser o canudo do futuro

Combater a poluição gerada pelos plásticos é um dos principais desafios da atualidade. Todos os anos, mais de 400 milhões de toneladas do material são produzidas e cerca de cinco por cento disso acaba nos rios, mares e oceanos.

E um dos “vilões” neste cenário são os canudos. Algumas alternativas chegaram a ser desenvolvidas, como os produtos de papel, mas ainda enfrentam algumas limitações. Agora, uma nova solução promete resolver o problema de uma vez por todas.

Composição do material é igual à do papel comum

  • Um grupo de pesquisadores desenvolveu o que está sendo chamado de papelão transparente (tPB).
  • O material é feito totalmente de celulose e sua composição é igual à do papel comum.
  • Mas há diferenças importantes nesse ‘papel diferentão’.
  • Os cientistas usaram celulose regenerada de plantas e madeira para criar um hidrogel transparente e que possa ser moldado.
  • De acordo com os autores, isso foi possível através da secagem do hidrogel de celulose espesso e uso de uma solução aquosa de brometo de lítio (LiBr) como solvente.
  • Assim foi criado um material espesso transparente e tridimensional feito exclusivamente de celulose pura, capaz de assumir várias formas, desde placas com milímetros de espessura até formas de copo ou canudo.
  • As descobertas foram descritas em estudo publicado na revista Science Advances.
Material pode ser transformado em outros objetos, como copos (Imagem: Science Advances)

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Resistentes e recicláveis

Os pesquisadores explicam que o novo produto resolve um problema comum dos canudos de papel. O material não se desfaz ao entrar em contato com líquidos em altas temperaturas. Testes mostraram que ele é capaz de resistir ao longo de três horas. Um fino revestimento de resina ainda impede que haja vazamentos.

Outro destaque do tPB é o fato dele e do solvente usado para produzi-lo serem recicláveis. Ao mesmo tempo, é possível utilizar materiais reciclados para criar o produto, o que diminui os impactos da sua produção para o meio ambiente.

Nova tecnologia pode ajudar a combater a poluição gerada pelos plásticos (Imagem: xalien/Shutterstock)

A equipe também analisou o que aconteceria se o canudo fosse lançado no oceano. Em grandes profundidades, por exemplo, ele desapareceria totalmente em menos de um ano, um processo muito mais rápido do que o plástico original, que pode levar séculos.

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Cientistas criam plástico que se dissolve na água e não gera microplásticos

A poluição causada pelos plásticos tem gerado um grave problema ambiental. Mas uma alternativa acaba de ser desenvolvida por pesquisadores japoneses do RIKEN. Eles criaram um produto que se dissolve rapidamente na água.

Além disso, este novo composto não deixa rastros de microplásticos. Ao invés disso, ele se decompõe em nitrogênio e fósforo, que são nutrientes úteis para plantas e micróbios, tornando o produto benéfico para o meio ambiente.

Material é resistente e pode ser usado de diversas formas

Depois de examinar uma variedade de moléculas, os pesquisadores identificaram uma combinação específica de hexametafosfato de sódio, que é um aditivo alimentar comum, e monômeros à base de íons guanidínio, que são usados em fertilizantes. Ao serem misturados em água, eles formam um material viscoso que pode formar plásticos.

Uma reação entre os dois ingredientes cria “pontes de sal” entre as moléculas que tornam o material forte e flexível, como o plástico convencional. No entanto, quando eles são embebidos em água salgada, os eletrólitos desbloqueiam essas ligações e o material se dissolve.

Representação artística do novo plástico biodegradável (Imagem: divulgação/RIKEN)

Na prática, a equipe descobriu que o material era tão forte quanto o plástico normal durante o uso e não era inflamável, incolor e transparente. Imerso na água, porém, o plástico se dissolveu completamente em cerca de oito horas e meia.

Dessa forma, a criação de uma simples fissura na superfície é suficiente para deixar a água entrar, permitindo que todo o material se dissolva. As descobertas foram descritas em estudo publicado na revista Science.

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Amostra de microplásticos na água, armazenados em um pequeno vidro
Presença de microplásticos nas nossas vidas é preocupante (Imagem: MargJohnsonVA/Shutterstock)

Riscos dos microplásticos

  • Os microplásticos são pequenas partículas sólidas de materiais baseados em polímero com menos de cinco milímetros de diâmetro.
  • Além de levar milhares, ou até milhões de anos para se decompor, elas estão espalhadas por todo o planeta, inclusive na própria água potável.
  • Essas substâncias podem ser divididas em duas categorias: primárias e secundárias.
  • Os primários são projetados para uso comercial: são produtos como cosméticos, microfibras de tecidos e redes de pesca.
  • Já os secundários resultam da quebra de itens plásticos maiores, como canudos e garrafas de água.
  • Este tipo de material já foi detectado em diversos órgãos humanos, sendo encontrados no sanguecérebrocoração, pulmões, fezes e até mesmo em placentas.
  • Embora os impactos à saúde humana ainda não sejam totalmente conhecidos, experimentos indicam que as substâncias podem ser consideradas um fator ambiental para a progressão de doenças, como o Parkinson.
  • Recentemente, estudos sugeriram que a exposição aos microplástiscos pode, inclusive, afetar a produção de espermatozoides nos testículos, contribuindo para o declínio da fertilidade.

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Microplásticos contaminam áreas marinhas protegidas no Brasil

Nem mesmo áreas marinhas protegidas (AMPs) — áreas com diversas restrições para atividade humana — estão livres da contaminação por microplásticos no Brasil. É o que mostra um estudo feito por cientistas brasileiros e australianos e publicado na revista Environmental Research.

Pela classificação internacional, microplásticos podem ter até cinco milímetros de diâmetro, fabricados para uso industrial ou cosmético. As partículas também podem resultar da fragmentação de plásticos maiores, contaminando o oceano a partir da decomposição do lixo marinho, por exemplo.

Na nova pesquisa, a equipe usou ostras, mariscos e mexilhões para apurar o nível da contaminação em dez AMPs: Parque Nacional de Jericoacoara, Atol das Rocas, Fernando de Noronha, Rio dos Frades, Abrolhos, Tamoios, Alcatrazes, Guaraqueçaba, Carijós e Arvoredo.

Arquipélago de Alcatrazes, no litoral de São Paulo, concentra a maior taxa de contaminação (Imagem: MatheusHonorato/iStock)

Os moluscos bivalves são considerados “sentinelas do mar”, já que se alimentam filtrando a água-marinha. Os alimentos ali presentes são retidos pelas brânquias, tipo de peneira que pode ser analisada posteriormente para indicar possíveis contaminantes.

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Descobertas da pesquisa sobre microplásticos em AMPs brasileiras

  • Microplásticos foram encontrados em todas as localidades analisadas, com concentração média de 0,42 ± 0,34 partícula por grama de tecido úmido;
  • O Refúgio de Vida Silvestre do Arquipélago de Alcatrazes, no litoral de São Paulo, concentra a maior taxa de contaminação entre as áreas estudadas;
  • A Reserva Biológica do Atol das Rocas, no Rio Grande do Norte, apresentou o menor volume dessas partículas;
  • Os principais microplásticos encontrados foram polímeros alquídicos, utilizados em tintas e vernizes; celulose; polietileno tereftalato (PET); e politetrafluoretileno (PTFE ou teflon), usado em revestimentos antiaderentes e industriais;
  • A pesquisa conseguiu identificar 59,4% deles, mas os 40,6% não puderam ser descritos.
Atol das Rocas possui o menor volume de microplásticos entre AMPs (Imagem: ICMBio)

“O dado positivo é que a contaminação em todas essas áreas está abaixo da média internacional para áreas marinhas protegidas. E muito abaixo da média brasileira para áreas não protegidas. Locais muito contaminados, como Santos e algumas praias do Rio de Janeiro, chegam a apresentar contaminações de 50 a 60 vezes maior”, disse Ítalo Braga, professor do Instituto do Mar da Universidade Federal de São Paulo (IMar-Unifesp), à Agência Fapesp.

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