Hoje, os materiais de fibra de carbono são quase onipresentes no mundo industrializado, encontrados em tudo, desde tacos de hóquei até aviões de passageiros. Com centenas de milhares de toneladas de fibra de carbono produzidas em todo o mundo todos os anos, os cientistas têm procurado métodos úteis e económicos para reciclar o materials.
Mas a fibra de carbono – filamentos de átomos de carbono ligados entre si numa matriz – é particularmente difícil de reciclar e transformar-se em novos materiais úteis.
“Geralmente é um materials tecido combinado com uma matriz, muitas vezes feita de epóxi ou poliestireno, que o mantém unido”, disse Berl Oakley, ilustre professor Irving S. Johnson de Biologia Molecular da Universidade do Kansas. “Você tem uma mistura do tecido e da matriz, então o objetivo é recuperar o tecido para reutilização e também dissolver a matriz sem criar algo tóxico ou desperdiçador. O superb é que você queira recuperar valor dele.”
Agora, em um novo processo biotecnológico que acabamos de detalhar no Jornal da Sociedade Química Americanay, Oakley da KU e colaboradores da Universidade do Sul da Califórnia desenvolveram um procedimento químico para quebrar e remover a matriz de polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRPs), de modo que as camadas de fibra de carbono recuperadas exibam propriedades mecânicas comparáveis às dos substratos de fabricação virgens.
Um dos principais produtos da decomposição da matriz é o ácido benzóico e, para recuperar valor adicional, a Oakley desenvolveu uma versão geneticamente modificada do fungo Aspergillusnidulans que pode se alimentar do ácido benzóico para produzir um composto químico valioso chamado OTA (2Z,4Z,6E)- ácido octa-2,4,6-trienóico). De acordo com Oakley e seus colaboradores no novo artigo, “Este representa o primeiro sistema a recuperar um alto valor tanto do tecido de fibra quanto da matriz polimérica de um CFRP”.
Oakley é colaborador de longa knowledge do autor principal do artigo, Clay Wang, da College of Southern California. “Trabalhamos há anos com seu laboratório para produzir metabólitos secundários em Aspergillusnidulans”, disse Oakley. “Metabólitos secundários são compostos produzidos pelo fungo – a penicilina é o metabólito secundário arquetípico – que têm atividade biológica, como inibir seus concorrentes e assim por diante. A by way of da Asperlina é algo que surgiu desse trabalho. A Asperlina é um metabólito secundário. Nós conseguimos ativar uma by way of específica, e esse foi o produto. Descobrimos que a OTA é um intermediário na by way of e a OTA é um composto industrial potencialmente valioso”.
“A OTA pode ser usada para fabricar produtos com potenciais aplicações médicas, como antibióticos ou antiinflamatórios”, disse Wang em comunicado divulgado pela USC. “Esta descoberta é importante porque mostra uma maneira nova e mais eficiente de transformar o que antes period considerado resíduo em algo valioso que poderia ser usado na medicina”.
Em seguida, Oakley disse que seu laboratório na KU tentará tornar seu fungo especializado ainda mais eficiente, tendo em mente as necessidades de escalabilidade e lucratividade se o novo método de reciclagem de fibra de carbono for aplicado em escala industrial.
“Desde que este trabalho começou, desenvolvemos cepas que são realmente melhores que as originais”, disse ele. “Essas cepas mais novas provavelmente darão melhores resultados, mas precisaremos fazer muito trabalho para transformar esse processo nas cepas melhoradas”.
Na KU, Oakley foi acompanhado na pesquisa pelo estudante de graduação Cory Jenkinson. Na USC, os coautores de Wang foram Clarissa Olivar, Zehan Yu, Ben Miller, Maria Tangalos, Steven Nutt e Travis Williams.
