Um químico da Universidade de Rutgers desenvolveu um novo tipo de plástico que imita polímeros naturais para se decompor sob demanda, podendo reduzir a poluição ambiental. Inspirado em resíduos plásticos durante uma caminhada, a equipe de Yuwei Gu projetou materiais que se degradam em condições cotidianas sem tratamentos agressivos. O avanço, detalhado na Nature Chemistry, permite controle preciso sobre os tempos de decomposição de dias a anos.
Yuwei Gu, professor assistente no Departamento de Química e Biologia Química da Universidade de Rutgers, concebeu a ideia de plásticos degradáveis enquanto caminhava no Bear Mountain State Park, Nova York. Lá, encontrou garrafas plásticas espalhadas pelas trilhas e em um lago próximo, o que o levou a refletir sobre por que plásticos sintéticos persistem enquanto polímeros naturais como DNA, RNA, proteínas e celulose eventualmente se decompõem.
«A biologia usa polímeros em todos os lugares, como proteínas, DNA, RNA e celulose, mas a natureza nunca enfrenta os problemas de acúmulo a longo prazo que vemos com plásticos sintéticos», disse Gu.
Os polímeros consistem em unidades repetidas conectadas por ligações químicas, proporcionando força, mas também durabilidade que impede a degradação. A equipe de Gu focou em replicar as características estruturais da natureza — elementos químicos pequenos que enfraquecem ligações no momento certo. Ao organizar esses elementos precisamente na estrutura molecular do plástico, criaram materiais que permanecem robustos durante o uso, mas se desintegram rapidamente quando ativados.
Essa abordagem permite degradação programável, ajustável via orientação espacial de grupos moleculares. «O mais importante é que descobrimos que o arranjo espacial exato desses grupos vizinhos muda dramaticamente a velocidade com que o polímero se degrada», explicou Gu. «Controlando sua orientação e posicionamento, podemos projetar o mesmo plástico para se decompor em dias, meses ou até anos.»
A degradação ocorre em condições ambiente ou pode ser iniciada com luz ultravioleta ou íons metálicos, adequando-se a aplicações como embalagens de alimentos de curta duração ou peças automotivas duradouras. Além da redução de resíduos, a tecnologia suporta liberação timed de medicamentos e revestimentos auto-dissolvíveis.
«Essa pesquisa não só abre a porta para plásticos mais ambientalmente responsáveis, mas também amplia a caixa de ferramentas para projetar materiais poliméricos inteligentes e responsivos em muitos campos», observou Gu. Testes iniciais mostram que o líquido resultante é não tóxico, embora avaliações de segurança adicionais estejam em andamento.
O estudo, publicado na Nature Chemistry em 2025, foi liderado pela aluna de doutorado Shaozhen Yin, com contribuições da professora associada Lu Wang, aluna de doutorado Rui Zhang, professora pesquisadora associada N. Sanjeeva Murthy e ex-aluno de graduação Ruihao Zhou. A equipe agora explora a integração dessa química na manufatura e a avaliação da segurança de fragmentos em ecossistemas.
