Plástico fantástico: Verde, resistente y comestible
Los investigadores han creado un material compuesto biodegradable que podría ayudar a combatir la crisis mundial de los residuos plásticos
Miles de millones de toneladas de residuos plásticos abarrotan nuestro mundo. La mayor parte se ha acumulado en el suelo y en los océanos o se ha desintegrado en diminutas partículas conocidas como microplásticos que contaminan el aire y el agua, penetrando en la vegetación y en el torrente sanguíneo de los seres humanos y otros animales. El alcance del peligro que suponen los plásticos crece cada año que pasa, ya que están hechos de moléculas masivas, conocidas como polímeros, que no se biodegradan fácilmente. En la actualidad, los plásticos biodegradables representan menos de una quinta parte de la cantidad total de plástico que se produce, y los procesos necesarios para descomponerlos son relativamente engorrosos.
En un estudio publicado en ACS Nano, la Dra. Angelica Niazov-Elkan, el Dr. Haim Weissman y el Prof. Boris Rybtchinski, del Departamento de Química Molecular y Ciencia de los Materiales del Instituto Weizmann de Ciencias, han creado un nuevo plástico compuesto que se degrada fácilmente utilizando bacterias. Este nuevo material, producido combinando un polímero biodegradable con cristales de una sustancia biológica, tiene tres grandes ventajas: Es barato, fácil de preparar y muy resistente. También participaron en el estudio el Dr. Eyal Shimoni, el Dr. XiaoMeng Sui, el Dr. Yishay Feldman y el Prof. H. Daniel Wagner.
En la actualidad, muchas industrias están adoptando con entusiasmo los plásticos compuestos, que se fabrican combinando dos o más materiales puros y poseen diversas propiedades beneficiosas, como ligereza y resistencia. Estos plásticos sirven ahora para fabricar piezas clave de una gran variedad de productos industriales, desde aviones y coches hasta bicicletas.
Con el fin de crear un plástico compuesto que satisficiera las necesidades de la industria y, al mismo tiempo, fuera respetuoso con el medio ambiente, los investigadores de Weizmann decidieron centrarse en materiales básicos comunes y baratos cuyas propiedades pudieran mejorarse. Descubrieron que las moléculas de tirosina -un aminoácido frecuente que forma nanocristales excepcionalmente fuertes- podían utilizarse como componente eficaz en un plástico compuesto biodegradable. Tras examinar cómo se combina la tirosina con varios tipos de polímeros, eligieron la hidroxietilcelulosa, un derivado de la celulosa muy empleado en la fabricación de medicamentos y cosméticos.
Por sí sola, la hidroxietilcelulosa es un material débil que se desintegra con facilidad. Para combinarla con tirosina, se mezclaron los dos materiales en agua hirviendo. Cuando se enfriaron y se secaron, se formó un plástico compuesto excepcionalmente fuerte, hecho de nanocristales de tirosina similares a fibras que crecían en la hidroxietilcelulosa y se integraban con ella. En un experimento que reveló la resistencia del nuevo plástico, una tira del material de 0,04 milímetros de grosor soportó una carga de 6 kilogramos. Además, el equipo descubrió que el nuevo material tenía otras características únicas que lo hacían aún más útil para la industria. Normalmente, cuando un material se refuerza, pierde plasticidad. Sin embargo, este nuevo plástico compuesto, además de ser muy resistente, también es más dúctil (maleable) que su componente principal, la hidroxietilcelulosa. En otras palabras, la combinación de ambos materiales creó una sinergia que se manifiesta en la aparición de propiedades extraordinarias y, por consiguiente, tiene un enorme potencial industrial.
Dado que tanto la celulosa como la tirosina -cuyos cristales se encuentran en varios tipos de queso duro- son comestibles, el plástico compuesto biodegradable se puede comer. ¿También es sabroso? Habrá que esperar para saberlo: Como el proceso de producción en el laboratorio no es lo bastante higiénico para los alimentos, los investigadores aún no lo han probado.
Rybtchinski resume: "El estudio de seguimiento que ya hemos iniciado podría hacer avanzar el potencial comercial de este nuevo material, ya que hemos sustituido la ebullición en agua por la fusión, como es más habitual en la industria. Esto significa que calentamos los polímeros biodegradables hasta que se vuelven líquidos y luego los mezclamos con tirosina u otros materiales adecuados. Si conseguimos superar los retos científicos y técnicos que implica este proceso, podremos explorar la posibilidad de producir este nuevo plástico compuesto a escala industrial."
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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