A Advanced Materials publicou recentemente as descobertas dos pesquisadores do Technion que criaram condutores relevantes para a geração de energia solar, engenharia biomédica e muito mais, usando subprodutos da indústria de alimentos que, de outra forma, seriam descartados como lixo. A tecnologia demonstrada no artigo permite a produção simples, rápida, econômica e ecologicamente correta de biopolímeros, que incluem aplicação para detecção de sinal eletrofisiológico.
O estudo foi conduzido na Faculdade de Química Schulich, sob a liderança do Professor Assistente Nadav Amdursky, Chefe do Laboratório de Biopolímeros e Bioeletrônica, e dos alunos de doutorado Ramesh Nandi e Yuval Agam. De acordo com o Prof. Amdursky, “A atual tendência verde global não passou ao largo da indústria, e vários grupos em todo o mundo estão trabalhando em novas soluções que irão limitar a poluição causada pela produção de materiais sintéticos e por sua própria presença. Uma das opções é, claro, o uso de materiais naturais, e o grande desafio é adaptá-los para atender às necessidades.”
As duas principais abordagens na química ambientalmente consciente são a química ambiental – a criação de materiais ambientalmente corretos; e química sustentável – produção baseada em materiais degradáveis disponíveis e processos com eficiência energética. A presente pesquisa integra as duas abordagens em um processo de produção ecologicamente correto que produz produtos ecologicamente corretos no contexto de polímeros condutores.
Os polímeros são longas cadeias compostas por milhares de blocos de construção chamados monômeros. As fibras de seda, lã e algodão são exemplos de polímeros naturais, enquanto o náilon e o PVC são polímeros sintéticos. Os polímeros condutores são um subgrupo de polímeros e servem para uma ampla variedade de aplicações: eletrônica, armazenamento de energia, células de combustível, medicina e outros. Atualmente, esses polímeros são produzidos por processos caros e poluentes devido ao uso de derivados de petróleo, gás e combustível fóssil.
A alternativa proposta pela equipe de pesquisa do Technion são os polímeros de proteínas – moléculas que estão presentes em diferentes tecidos biológicos, como fibras de seda e lã, teias de aranha, cabelos e unhas. Aqui, como mencionado, eles são subprodutos da indústria de alimentos que, de outra forma, seriam descartados como resíduos. De acordo com o Prof. Amdursky, “A inspiração para usar proteínas para criar polímeros condutores originou-se na função única das proteínas na natureza – elas são exclusivamente responsáveis pelo transporte de vários portadores de carga na flora e na fauna; por exemplo, na respiração celular ou na fotossíntese em plantas. ”
Os pesquisadores criaram filmes poliméricos transparentes com alta condutividade. Este filme é adequado para aplicações biológicas e biomédicas, pois não é tóxico. É biodegradável no corpo humano, podendo ser esticado até aproximadamente 400% de seu comprimento original, sem prejudicar significativamente suas propriedades elétricas. Sua condutividade está entre as mais altas detectadas em materiais biológicos.
De acordo com o Prof. Amdursky, “A produção do filme em nossa pesquisa foi um processo de uma só panela, espontâneo, barato, rápido, eficiente em energia e não poluente. No artigo, demonstramos o uso do filme como ‘pele artificial’ que monitora de forma não invasiva os sinais eletrofisiológicos. Esses sinais desempenham um papel significativo na atividade cerebral e muscular e, portanto, seu monitoramento externo é um desafio muito importante.”
O Prof. Amdursky enfatiza que por se tratar de uma tecnologia voltada para aplicação e comercialização, “a consideração econômica é fundamental e, consequentemente, o mais importante é baixar os custos dos processos de produção para que resultem em um produto competitivo também em termos de preço, com polímeros à base de petróleo, e felizmente, conseguimos. Isso se soma à redução de danos ambientais tanto na fase de produção quanto durante o uso. O novo polímero é totalmente biodegradável em menos de 48 horas, ao contrário aos polímeros sintéticos, que não são biodegradáveis e, por isso, poluem o nosso planeta”.
Publicado em 18/07/2021 17h12
Artigo original:
Estudo original: