Material feito por bactérias pode substituir petróleo em plástico biodegradável

O plástico é um material essencial no mundo moderno, mas também é ambientalmente caro de produzir e um grande poluente.

Com informações de Science Alert.

Um material chamado ácido piridinodicarboxílico, ou PDCA, pode ajudar a resolver pelo menos alguns dos desafios da produção de plásticos após melhorias recentes em seu processo de fabricação.

A rigor, o PDCA não é uma alternativa ecológica ao plástico, mas sim um ingrediente ecológico à base de nitrogênio para tornar o plástico mais biodegradável. Pesquisas anteriores que investigaram o potencial do material enfatizaram seus benefícios como um substituto adequado para monômeros não biodegradáveis ​​de ácido tereftálico em plásticos PET.

Esta nova pesquisa, de uma equipe da Universidade de Kobe, no Japão, faz duas melhorias importantes no processo de produção do PDCA, fornecendo o material com rendimentos sete vezes maiores do que os métodos existentes, ao mesmo tempo em que elimina os resíduos tóxicos que antes acompanhavam sua fabricação.

“Nosso grupo abordou o desafio de uma nova perspectiva”, diz o bioengenheiro Tanaka Tsutomu. “Nosso objetivo era aproveitar o metabolismo celular para assimilar o nitrogênio e construir o composto do início ao fim.”

“A importância do nosso trabalho está em demonstrar que reações metabólicas podem ser usadas para incorporar nitrogênio sem produzir subprodutos indesejados, permitindo assim a síntese limpa e eficiente do composto alvo.”

A parte central do método de produção de plástico envolvia alimentar com glicose a bactéria Escherichia coli que havia sido estimulada com enzimas especialmente selecionadas para converter um composto intermediário no material final.

No entanto, não foi um processo totalmente simples. Os métodos de produção revisados ​​introduziram inicialmente um novo subproduto tóxico. Os pesquisadores encontraram uma solução adicionando um produto químico separado, o piruvato; no entanto, essa etapa por si só pode trazer complicações mais adiante.

“Ao refinar as condições de cultura, em particular adicionando um composto que pode eliminar H ₂ O ₂ , poderemos finalmente superar o problema, embora essa adição possa apresentar novos desafios econômicos e logísticos para a produção em larga escala”, diz Tanaka.

Ainda há muito trabalho a ser feito antes que isso possa ser ampliado para um nível comercial — em parte devido à introdução do piruvato — mas a pesquisa demonstra melhorias significativas na criação de plástico durável e biodegradável.

Em última análise, o PDCA é cada vez mais viável como alternativa aos produtos à base de petróleo na fabricação de plástico . Ele pode ser produzido usando ingredientes naturais em um sistema de biorreator.

Outro biomaterial promissor anunciado este ano é a celulose bacteriana-nitreto de boro hexagonal, ou BCBN, abreviação de celulose bacteriana. Ele utiliza fibras de celulose bacteriana, que são cuidadosamente rotacionadas para produzir propriedades benéficas.

Com a poluição plástica se acumulando em nosso ambiente e em nossos corpos, alternativas biodegradáveis ​​são uma meta urgente para cientistas de materiais.

“Nossa conquista na incorporação de enzimas do metabolismo do nitrogênio amplia o espectro de moléculas acessíveis por meio da síntese microbiana, aumentando ainda mais o potencial da biofabricação”, diz Tanaka.

A pesquisa foi publicada na Metabolic Engineering.

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