Cientistas da Universidade de Newcastle e da Universidade de Birmingham desenvolveram um processo limpo e que economiza energia para reciclar o Teflon (PTFE), amplamente conhecido por sua aplicação em utensílios de cozinha antiaderentes e em produtos que precisam resistir a altas temperaturas e substâncias químicas agressivas.

A equipe descobriu que o Teflon descartado pode ser fragmentado e reutilizado utilizando apenas metal sódio e movimento mecânico, apenas com agitação – tudo à temperatura ambiente e sem solventes tóxicos.

O estudo, publicado no Journal of the American Chemical Society (JACS), descreve uma alternativa de baixo consumo de energia e sem desperdícios em relação às técnicas convencionais de recuperação de flúor.

Rompe Adições de Carbono-Flúor para Recuperar Fluoreto Útil

O Dr. Roly Armstrong, professor de Química na Universidade de Newcastle e autor correspondente, disse: “O processo que descobrimos quebra as fortes ligações carbono-flúor no Teflon, convertendo-o em fluoreto de sódio, que é utilizado em cremes dentais com flúor e adicionado à água potável.”

“Centenas de milhares de toneladas de Teflon são produzidas globalmente a cada ano – ele é utilizado em tudo, desde lubrificantes até revestimentos de utensílios culinários, e atualmente existem muito poucas maneiras de descartá-lo. À medida que esses produtos chegam ao fim de sua vida útil, eles acabam em aterros – mas esse processo nos permite extrair o flúor e reciclar em novos materiais úteis.”

A Professora Associada Dr. Erli Lu da Universidade de Birmingham acrescentou: “O flúor é um elemento vital na vida moderna – está presente em cerca de um terço de todos os novos medicamentos e em muitos materiais avançados. No entanto, o flúor é tradicionalmente obtido por meio de processos de mineração e químicos que consomem muita energia e poluem. Nosso método demonstra que podemos recuperá-lo de resíduos comuns e reutilizá-lo diretamente – transformando um problema de descarte em uma oportunidade de recurso.”

Por Que a Reciclagem de PTFE É Tão Difícil

O politetrafluoretileno (PTFE), frequentemente conhecido como Teflon, é valorizado por sua resistência ao calor e a produtos químicos, tornando-o essencial em utensílios de cozinha, eletrônicos e ferramentas de laboratório. No entanto, essas mesmas propriedades tornam sua reciclagem extremamente desafiadora.

Quando o PTFE é queimado ou incinerado, libera poluentes persistentes conhecidos como ‘químicos eternos’ (PFAS), que permanecem nos ecossistemas por décadas. Como resultado, métodos tradicionais de descarte acarretam riscos significativos para o meio ambiente e a saúde pública.

Mecanocatálise Oferece um Caminho Mais Limpo

Para enfrentar esse desafio, os pesquisadores utilizaram a mecanocatálise, uma abordagem sustentável onde a força mecânica aciona reações químicas em vez de altas temperaturas.

Dentro de um recipiente de aço vedado chamado moinho de bolas, pequenas partículas de metal sódio são moídas junto com o Teflon. Essa moagem faz com que os materiais reajam em temperatura ambiente, rompendo as ligações carbono-flúor no Teflon e produzindo carbono inofensivo, além do fluoreto de sódio, um sal estável amplamente utilizado em cremes dentais com flúor.

A equipe também demonstrou que o fluoreto de sódio gerado por esse método pode ser utilizado imediatamente, sem purificação adicional, para sintetizar outros compostos valiosos contendo flúor utilizados na farmacologia, ferramentas diagnósticas e produtos químicos especiais.

Confirmando Reações Limpares com Análise Avançada de NMR

O Professor Associado Dr. Dominik Kubicki, que lidera a equipe de Ressonância Magnética Nuclear (NMR) do estado sólido na Universidade de Birmingham, explicou: “Utilizamos espectroscopia avançada de NMR de estado sólido – uma das nossas especialidades em Birmingham – para examinar a mistura reacional em nível atômico. Isso nos permitiu provar que o processo gera fluoreto de sódio puro, sem subprodutos. É um exemplo perfeito de como a caracterização de materiais de ponta pode acelerar o progresso em direção à sustentabilidade.”

Rumo a uma Economia Circular do Flúor

Essa descoberta aponta para um sistema circular onde o flúor pode ser recuperado de resíduos industriais em vez de ser perdido através do descarte. Esse modelo poderia reduzir significativamente o impacto ambiental dos produtos químicos à base de flúor que desempenham papéis essenciais na medicina, eletrônicos e sistemas de energia renovável.

“Nossa abordagem é simples, rápida e utiliza materiais econômicos”, disse a Dra. Lu. “Esperamos que isso inspire novas pesquisas sobre a reutilização de outros tipos de resíduos fluorados e ajude a tornar a produção de compostos vitais contendo flúor mais sustentável.”

O estudo também destaca o papel crescente da mecanocatálise na química verde. Este campo emergente substitui reações que consomem muita energia ou solventes por movimento mecânico, abrindo novas oportunidades para inovação sustentável.

O Dr. Kubicki acrescentou: “Essa pesquisa mostra como a ciência interdisciplinar, combinando química de materiais com espectroscopia avançada, pode transformar um dos plásticos mais persistentes em algo útil novamente. É um pequeno, mas importante passo em direção à química sustentável do flúor.”