{"id":6591,"date":"2018-03-29T19:11:02","date_gmt":"2018-03-29T22:11:02","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=6591"},"modified":"2018-04-06T17:04:01","modified_gmt":"2018-04-06T20:04:01","slug":"artigo-em-destaque-poliestireno-de-poluidor-a-remediador-ambiental","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-poliestireno-de-poluidor-a-remediador-ambiental\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Poliestireno, de poluidor a remediador ambiental."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Conversion of \u201cWaste Plastic\u201d into Photocatalytic Nanofoams for Environmental Remediation. <\/strong>Geovania C. de Assis, Euz\u00e9bio Skovroinski, Valderi D. Leite, Marcelo O. Rodrigues, Andr\u00e9 Galembeck, Mary C.F. Alves, Julian Eastoe, and Rodrigo J. de Oliveira. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (9), pp 8077\u20138085. DOI: 10.1021\/acsami.7b19834.<\/p>\n

Poliestireno, de poluidor a remediador ambiental<\/strong><\/p>\n

Uma equipe composta por sete pesquisadores do Brasil e um do Reino Unido desenvolveu um material duplamente positivo para o meio ambiente. Os cientistas utilizaram res\u00edduos de poliestireno, que seriam potenciais poluidores ambientais, para produzir um material que funciona como remediador ambiental ao degradar compostos t\u00f3xicos presentes em corpos e cursos de \u00e1gua. Dessa maneira, a pesquisa faz uma contribui\u00e7\u00e3o a dois preocupantes problemas ambientais: por um lado, a presen\u00e7a de grandes quantidades de res\u00edduos pl\u00e1sticos no planeta; por outro lado, a polui\u00e7\u00e3o ou contamina\u00e7\u00e3o de ecossistemas aqu\u00e1ticos com subst\u00e2ncias t\u00f3xicas.<\/p>\n

A pesquisa foi reportada em artigo recentemente publicado no peri\u00f3dico Applied Materials & Interfaces<\/em> (fator de impacto= 7,504).<\/p>\n

Vale lembrar que o poliestireno \u00e9 utilizado para fabricar copos e talheres descart\u00e1veis, potes de iogurte, pentes, cabides, caixas organizadoras e muitas outras utilidades, al\u00e9m de ser componente principal do conhecido isopor\u00ae. \u201cApresentamos uma alternativa de reutiliza\u00e7\u00e3o de um dos pl\u00e1sticos mais demandados pela sociedade\u201d, diz o professor Rodrigo Jos\u00e9 de Oliveira<\/a>, da Universidade Estadual da Para\u00edba (UEPB), autor correspondente do artigo.<\/p>\n

\"Imagem<\/a>
Imagem MEV da nanoespuma.<\/figcaption><\/figure>\n

O material desenvolvido pelo time cient\u00edfico consiste em uma matriz polim\u00e9rica porosa impregnada de nanopart\u00edculas de di\u00f3xido de estanho (SnO2). Nesse material comp\u00f3sito, enquanto as nanopart\u00edculas s\u00e3o as principais respons\u00e1veis por degradarem as tintas por meio de um processo fotocatal\u00edtico, a matriz polim\u00e9rica, que \u00e9 produzida a partir dos rejeitos de poliestireno, cria um ambiente favor\u00e1vel \u00e0 a\u00e7\u00e3o fotocatal\u00edtica e serve de suporte \u00e0s nanopart\u00edculas, permitindo que sejam facilmente removidas das \u00e1guas que est\u00e3o sendo tratadas, e reutilizadas em novos processos de remedia\u00e7\u00e3o ambiental.<\/p>\n

O novo material comp\u00f3sito foi chamado pelos autores do artigo de \u201cnanoespuma\u201d. Apesar de terem alguns cent\u00edmetros de di\u00e2metro e poros de alguns micrometros, as espumas ganharam o prefixo \u201cnano\u201d porque suas propriedades fotocatal\u00edticas decorrem da presen\u00e7a do di\u00f3xido de estanho em tamanho nanom\u00e9trico (nanopart\u00edculas esf\u00e9ricas de cerca de 20 nm). \u201cNanomateriais s\u00e3o aqueles que apresentam novas propriedades em fun\u00e7\u00e3o de uma f\u00edsica distinta que surge nesta escala de tamanho\u201d, lembra Oliveira.<\/p>\n

\"Instrumenta\u00e7\u00e3o<\/a>
Instrumenta\u00e7\u00e3o utilizada para preparar as nanoespumas. A partir da esquerda: chapa de aquecimento para manter solu\u00e7\u00e3o acima da temperatura de separa\u00e7\u00e3o de fases, sistema de resfriamento Peltier e bomba de v\u00e1cuo para remo\u00e7\u00e3o do solvente por sublima\u00e7\u00e3o.<\/figcaption><\/figure>\n

Para obter as espumas comp\u00f3sitas, a equipe utilizou equipamentos de baixo custo e procedimentos baseados em propriedades f\u00edsico-qu\u00edmicas muito conhecidas. O processo de prepara\u00e7\u00e3o pode ser descrito, em grandes linhas, da seguinte forma. Num primeiro momento, pequenos peda\u00e7os de res\u00edduos de poliestireno s\u00e3o dissolvidos em solvente ciclohexano, e as nanopart\u00edculas de di\u00f3xido de estanho, que neste caso foram fabricadas pela equipe, s\u00e3o adicionadas \u00e0 solu\u00e7\u00e3o. Essa parte do processo \u00e9 realizada acima da chamada \u201ctemperatura teta (\u03b8)\u201d da solu\u00e7\u00e3o de ciclohexano e poliestireno, que \u00e9 de cerca de 36 \u00b0C, pois, abaixo dela, a solu\u00e7\u00e3o sofre uma separa\u00e7\u00e3o de fases. Num segundo momento, a prepara\u00e7\u00e3o \u00e9 levada por 10 minutos a uma temperatura de -10 \u00b0C. Como consequ\u00eancia dessa diminui\u00e7\u00e3o da temperatura, alguns fen\u00f4menos ocorrem. A solu\u00e7\u00e3o separa-se em duas fases, uma rica em poliestireno e outra rica em ciclohexano, e o solvente congela. No final do processo de esfriamento, as fases ficam distribu\u00eddas de tal modo que formam uma estrutura de poliestireno com buracos recheados com ciclohexano congelado. \u00a0Para retirar o solvente das espumas, aplica-se um processo de liofiliza\u00e7\u00e3o, por meio do qual o ciclohexano acaba sublimando. Como resultado final, obt\u00e9m-se o s\u00f3lido poroso que os autores do artigo chamaram de nanoespumas.<\/p>\n

\u201cDemonstramos que um rejeito de poliestireno denso pode ser prontamente convertido em uma matriz polim\u00e9rica porosa, desej\u00e1vel para confec\u00e7\u00e3o de novos materiais, ou seja, um fim nobre para uma polui\u00e7\u00e3o que tem mobilizado governos de pa\u00edses industrializados\u201d, frisa o professor Oliveira.<\/p>\n

\"box<\/a>Finalmente, a equipe cient\u00edfica avaliou a efici\u00eancia do novo material como remediador ambiental, testando a capacidade das nanoespumas de degradarem um corante de aspecto magenta chamado rodamina B. Esse composto, que \u00e9 usado como marcador nas \u00e1reas de sa\u00fade, pesquisa, agricultura e outras, \u00e9 t\u00f3xico para o sistema reprodutivo e neurol\u00f3gico, e foi apontado em alguns estudos como agente cancer\u00edgeno.<\/p>\n

As nanoespumas do professor Oliveira e seus colaboradores conseguiram degradar 98,2% da rodamina B \u2013 um resultado superior aos obtidos com nanopart\u00edculas fotocatal\u00edticas fora da matriz de poliestireno. Al\u00e9m disso, as nanoespumas demonstraram um desempenho muito bom ao ser reutilizadas: degradaram mais de 96% da rodamina B nos quatro primeiros ciclos. \u201cO uso de uma matriz \u00e9 desej\u00e1vel pois facilita a recupera\u00e7\u00e3o final do fotocatalisador, uma vez que a espuma \u00e9 facilmente retirada do meio com o uso de uma pin\u00e7a met\u00e1lica, al\u00e9m de aumentar a \u00e1rea superficial devido a uma maior dispers\u00e3o do \u00f3xido na matriz\u201d, diz Oliveira.<\/p>\n

Hist\u00f3ria do trabalho<\/strong><\/p>\n

Rodrigo de Oliveira estava cursando o doutorado quando teve a ideia, em 2011,<\/strong> de obter novos materiais catal\u00edticos aproveitando a caracter\u00edstica de algumas solu\u00e7\u00f5es de ter suas fases separadas por a\u00e7\u00e3o da temperatura (conhecida como \u201csepara\u00e7\u00e3o de fases termicamente induzida\u201d, TIPS). Oliveira estava fazendo um est\u00e1gio no exterior (o vulgarmente chamado \u201csandu\u00edche de doutorado\u201d) no grupo do professor Julian Eastoe, na University of Bristol<\/em>. Nesse grupo, Oliveira tinha encontrado a dupla possibilidade de trabalhar com surfactantes, tema de sua pesquisa doutoral, e de melhorar seu dom\u00ednio da l\u00edngua inglesa. \u201cEm Bristol, Julian me apresentou um trabalho publicado por ele d\u00e9cadas atr\u00e1s sobre o uso de TIPS para estudar microemuls\u00f5es e forma\u00e7\u00e3o de espumas de carbonato de c\u00e1lcio\u201d, lembra Oliveira. At\u00e9 o final do est\u00e1gio, o ent\u00e3o doutorando tinha desenvolvido uma espuma de surfactantes decorada com nanopart\u00edculas de ouro. Na Inglaterra, al\u00e9m de fazer esse trabalho em Bristol, Oliveira p\u00f4de fazer contato com um renomado grupo da Cardiff University<\/em> dedicado \u00e0 pesquisa em cat\u00e1lise, dirigido pelo professor Graham Hutchings. \u201cA possibilidade de se obter novos materiais com fins catal\u00edticos utilizando TIPS ficou na mente\u201d, conta Oliveira.<\/p>\n

Em 2012, Oliveira obteve o diploma de doutor em Qu\u00edmica pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Pouco depois, ao passar em um concurso da UEPB, virou professor dessa institui\u00e7\u00e3o. O jovem pesquisador enxergou ent\u00e3o a oportunidade de realizar aquela ideia gestada na Inglaterra. Para faz\u00ea-lo, ele deveria se aventurar numa nova linha de pesquisa, diferente daquelas nas quais tinha incursionado na gradua\u00e7\u00e3o, mestrado e doutorado, mas ele j\u00e1 estava treinado nisso. De fato, na gradua\u00e7\u00e3o, mestrado e doutorado em Qu\u00edmica, todos cursados da UFPE e com orienta\u00e7\u00e3o do professor Andr\u00e9 Galembeck, tinha abordado tr\u00eas temas de pesquisa bem diferentes. \u201cAndr\u00e9 sempre foi aberto a propostas e ideias, inclusive aquelas que fugiam muito do hist\u00f3rico de pesquisa e atua\u00e7\u00e3o do grupo\u201d, expressa Oliveira.<\/p>\n

Coragem n\u00e3o faltava, mas Oliveira acabava de chegar na UEPB e n\u00e3o tinha infraestrutura dispon\u00edvel, nem os recursos financeiros necess\u00e1rios para mont\u00e1-la. \u201cDe 2012 para c\u00e1 nossa luta tem sido estabelecer um grupo de pesquisa em F\u00edsico-qu\u00edmica de Materiais, e uma das linhas focadas \u00e9 a utiliza\u00e7\u00e3o de TIPS para fazer materiais a partir de rejeito pl\u00e1stico\u201d, diz ele. No caso das nanoespumas, o pesquisador conseguiu desenvolver o trabalho dentro da disserta\u00e7\u00e3o de mestrado de Geov\u00e2nia Cordeiro de Assis<\/a>, defendida em 2016 e orientada por Oliveira junto \u00e0 professora Mary Cristina Ferreira Alves<\/a>\u00a0(co-orientadora). \u00a0Para o preparo das nanoespumas, a equipe utilizou equipamentos simples e baratos (\u201cuma placa de refrigera\u00e7\u00e3o de 20 d\u00f3lares comprada em site de importa\u00e7\u00e3o da China e uma bomba de v\u00e1cuo\u201d). Para as caracteriza\u00e7\u00f5es, que demandam equipamentos necessariamente mais custosos, Oliveira contou com a colabora\u00e7\u00e3o de colegas da UFPE, Universidade de Bras\u00edlia e University of Bristol<\/em>.<\/p>\n

Outros materiais com aplica\u00e7\u00f5es ambientais dever\u00e3o ser gerados na cidade paraibana de Campina Grande, mais precisamente no laborat\u00f3rio do professor Oliveira, aproveitando diversos tipos de pl\u00e1sticos, inclusive os de composi\u00e7\u00e3o mais complexa como o isopor\u00ae, que \u00e9 formado por poliestireno expandido e outros componentes qu\u00edmicos. \u00a0Al\u00e9m de desenvolver materiais para contribuir \u00e0 remedia\u00e7\u00e3o de ecossistemas, o grupo est\u00e1 utilizando-os para estudos mais fundamentais, que poder\u00e3o gerar nanomateriais com estruturas sofisticadas.<\/p>\n

\u201cInfelizmente, nos deparamos constantemente com a falta de equipamentos de caracteriza\u00e7\u00e3o, e nos dias atuais nem os colaboradores com as melhores inten\u00e7\u00f5es t\u00eam mais recursos para nos ajudar como antes\u201d, lamenta Oliveira. \u201cPercebo que h\u00e1 recursos humanos de qualidade na nossa institui\u00e7\u00e3o; entretanto, mais investimentos em infraestrutura s\u00e3o fundamentais para manter a qualidade dos trabalhos, forma\u00e7\u00e3o de recursos humanos e interioriza\u00e7\u00e3o de ci\u00eancia no estado da arte\u201d, completa.<\/p>\n

\"Autores<\/a>
Autores principais do artigo. A partir da esquerda, Geov\u00e2nia Cordeiro de Assis (atualmente doutoranda na UFAL), Mary Alves (docente permanente do PPGQ-UEPB), Julian Eastoe (professor da University of Bristol) e Rodrigo de Oliveira (coordenador do PPGQ-UEPB).<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Conversion of \u201cWaste Plastic\u201d into Photocatalytic Nanofoams for Environmental Remediation. Geovania C. de Assis, Euz\u00e9bio Skovroinski, Valderi D. Leite, Marcelo O. Rodrigues, Andr\u00e9 Galembeck, Mary C.F. Alves, Julian Eastoe, and Rodrigo J. de Oliveira. ACS Appl. […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[105,1474,1012,1479,119,1473,1476,1475,1480,1478,309,1477],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6591"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6591"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6591\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6630,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6591\/revisions\/6630"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6591"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6591"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6591"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}