Transformar moscas en plásticos degradables

15.08.2023 - Estados Unidos

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Imagine utilizar insectos como fuente de productos químicos para fabricar plásticos que puedan biodegradarse después, con la ayuda de ese mismo tipo de insecto. Ese concepto está más cerca de la realidad de lo que cabría esperar. Los investigadores describirán sus avances hasta la fecha, incluido el aislamiento y purificación de sustancias químicas derivadas de insectos y su conversión en bioplásticos funcionales.

"Durante 20 años, mi grupo ha estado desarrollando métodos para transformar productos naturales -como la glucosa obtenida de la caña de azúcar o los árboles- en polímeros degradables y digeribles que no persistan en el medio ambiente", explica la doctora Karen Wooley, investigadora principal del proyecto. "Pero esos productos naturales se obtienen de recursos que también se utilizan para la alimentación, el combustible, la construcción y el transporte".

Así que Wooley empezó a buscar fuentes alternativas que no tuvieran estas aplicaciones contrapuestas. Su colega, el doctor Jeffery Tomberlin, le sugirió que utilizara los residuos de la cría de la mosca soldado negra, una industria en expansión que él ha ayudado a desarrollar.

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Las larvas de estas moscas contienen muchas proteínas y otros compuestos nutritivos, por lo que los insectos inmaduros se crían cada vez más para alimentar animales y consumir desechos. Sin embargo, los adultos tienen una vida corta una vez terminados sus días de cría y entonces se desechan. A sugerencia de Tomberlin, esos cadáveres de adultos se convirtieron en el nuevo material de partida del equipo de Wooley. "Estamos cogiendo algo que es literalmente basura y haciendo algo útil con ello", dice Cassidy Tibbetts, estudiante de posgrado que trabaja en el proyecto en el laboratorio de Wooley en la Universidad A&M de Texas.

Cuando Tibbetts examinó las moscas muertas, determinó que la quitina es un componente principal. Este polímero no tóxico, biodegradable y a base de azúcar refuerza el caparazón, o exoesqueleto, de insectos y crustáceos. Los fabricantes ya extraen quitina de los caparazones de gambas y cangrejos para diversas aplicaciones, y Tibbetts ha estado aplicando técnicas similares mediante enjuagues con etanol, desmineralización ácida, desproteinización básica y decoloración con lejía para extraerla y purificarla de los cadáveres de insectos. Dice que su quitina en polvo obtenida de las moscas es probablemente más pura, ya que carece del color amarillento y la textura grumosa del producto tradicional. También señala que obtener la quitina de las moscas podría evitar posibles preocupaciones sobre algunas alergias al marisco. Otros investigadores aíslan la quitina o las proteínas de larvas de mosca, pero Wooley afirma que su equipo es el primero que conoce que utiliza quitina de moscas adultas desechadas, que -a diferencia de las larvas- no se utilizan como pienso.

Mientras Tibbetts sigue perfeccionando sus técnicas de extracción, Hongming Guo, otro estudiante de posgrado del laboratorio de Wooley, ha estado convirtiendo la quitina de mosca purificada en un polímero similar conocido como quitosano. Para ello, elimina los grupos acetilo de la quitina. Esto deja al descubierto grupos aminos químicamente reactivos que pueden funcionalizarse y reticularse. Estos pasos transforman el quitosano en bioplásticos útiles, como los hidrogeles superabsorbentes, redes poliméricas tridimensionales que absorben agua.

Guo ha producido un hidrogel capaz de absorber 47 veces su peso en agua en sólo un minuto. Según Wooley, este producto podría utilizarse en el suelo de las tierras de cultivo para captar el agua de las inundaciones y liberar lentamente la humedad durante las sequías posteriores. "Aquí, en Texas, estamos constantemente en una situación de inundación o sequía", explica, "así que he estado tratando de pensar en cómo podemos hacer un hidrogel superabsorbente que pueda hacer frente a esto". Y como el hidrogel es biodegradable, dice que debería liberar gradualmente sus componentes moleculares como nutrientes para los cultivos.

Este verano, el equipo iniciará un proyecto para descomponer la quitina en sus glucosaminas monoméricas. Estas pequeñas moléculas de azúcar se utilizarán después para fabricar bioplásticos, como policarbonatos o poliuretanos, que tradicionalmente se fabrican a partir de productos petroquímicos. La mosca soldado negra también contiene muchos otros compuestos útiles que el grupo planea utilizar como materiales de partida, como proteínas, ADN, ácidos grasos, lípidos y vitaminas.

Los productos elaborados a partir de estos componentes químicos se degradarán o digerirán cuando se desechen, por lo que no contribuirán al actual problema de contaminación por plásticos. La visión de Wooley para ese proceso lo alinearía con el concepto de economía sostenible y circular: "En última instancia, nos gustaría que los insectos se comieran el plástico de desecho como fuente de alimento, y luego volveríamos a recolectarlos y recoger sus componentes para fabricar nuevos plásticos", explica. "Así que los insectos no sólo serían la fuente, sino que también consumirían después los plásticos desechados".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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