Harvard desenvolve tecnologia que transforma cabelo em material ecológico
Cambridge, Massachusetts — InkDesign News — Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson (SEAS), da Universidade de Harvard, desvendaram o mecanismo químico pelo qual determinados sais conseguem decompor resíduos proteicos como lã e penas. O estudo, publicado recentemente, abre caminho para um processo de reciclagem de proteínas mais sustentável e menos agressivo ao meio ambiente.
O Contexto da Pesquisa
Os setores têxtil e de processamento de carnes geram bilhões de toneladas de resíduos todos os anos, principalmente sob a forma de penas, lã e pelos — todos ricos em queratina, uma proteína resistente presente em cabelos, pele e unhas. Embora a transformação desses resíduos em produtos úteis represente ganhos importantes para o meio ambiente e a economia verde, a reciclagem de proteínas ainda esbarra em desafios técnicos significativos. Os métodos tradicionais para desnaturar proteínas geralmente dependem de produtos químicos corrosivos e processos industriais poluentes, onerando e restringindo o alcance de possíveis soluções sustentáveis.
Resultados e Metodologia
O grupo liderado por Kit Parker, Professor de Bioengenharia e Física Aplicada da SEAS, aliou experimentos laboratoriais a simulações moleculares para compreender a interação entre compostos de sais — especialmente o brometo de lítio — e as moléculas de proteína. Ao contrário do que se pensava, o sal não se liga diretamente à proteína, mas altera a estrutura das moléculas de água ao redor, criando um ambiente mais propício ao desenrolamento espontâneo das proteínas.
“Descobrimos que a solução de brometo de lítio não atua diretamente sobre as proteínas, mas muda a estrutura da água em torno delas, possibilitando que a queratina se desfaça de forma autônoma.”
(“We discovered that the lithium bromide solution does not act directly on the proteins, but changes the structure of the surrounding water, allowing keratin to unfold on its own.”)— Yichong Wang, estudante de pós-graduação, Universidade de Harvard
Os resultados demonstraram que o processo pode ser revertido e o brometo de lítio recuperado para reutilização, eliminando a necessidade de agentes químicos agressivos. Ensaios com proteínas mais simples, como a fibronectina, corroboraram o mecanismo universal do método.
Implicações e Próximos Passos
O entendimento detalhado desse fenômeno oferece perspectivas para a concepção de metodologias de extração proteica menos poluentes e energeticamente mais eficientes, com grande potencial para impulsionar a chamada “upcycling” de resíduos animais. Uma das linhas de pesquisa do grupo de Parker é a utilização da queratina como material-base na engenharia de tecidos.
“Ao tornar a água ‘menos parecida com água’, promovemos um ambiente ideal para o desenrolar da proteína sem a necessidade de produtos químicos tóxicos.”
(“Making the water less like water, allows the protein to unfold itself, without the need for toxic chemicals.”)— Yichong Wang, estudante de pós-graduação, Universidade de Harvard
O novo processo pode transformar fluxos massivos de resíduos, como cabelos ou penas de frango, em materiais reciclados de baixo custo, inclusive com potencial de substituir plásticos tradicionais. O estudo teve apoio de instituições como National Institutes of Health, National Science Foundation e órgãos do governo de Hong Kong.
A expectativa é que a inovação estimule o surgimento de uma nova indústria de biomateriais, além de fomentar estudos futuros para otimizar o reaproveitamento de proteínas em escala industrial.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
