Químicos de Virginia Tech han sido pioneros en un nuevo enfoque para crear plásticos resistentes totalmente recicables a partir de algas de células completas y componentes químicos comunes.
Los primeros materiales similares al plástico se crearon a partir de sustancias naturales, pero fueron rápidamente reemplazados por plásticos derivados del petróleo. Estos plásticos eran económicos de producir y presentaban propiedades superiores, como una alta durabilidad. Ahora, su baja capacidad de reciclaje ha provocado una creciente crisis ambiental, lo que ha obligado a los científicos a replantear la industria del plástico y a volver a la creación de plásticos basados en biomasa, o bioplásticos.
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Para abordar esta crisis, el profesor adjunto Josh Worch y su equipo idearon una nueva estrategia para mejorar la renovabilidad y reciclabilidad de los materiales plásticos sin comprometer su rendimiento. Combinaron biomasa sin procesar, en este caso algas, con componentes químicos comunes en un mezclador para crear plásticos biohíbridos resistentes.
La clave para crear este material robusto es la denominada estrategia de síntesis mecanoquímica, que el equipo describió en un estudio reciente publicado en Angewandte Chemie. La estrategia de síntesis surgió de un momento de “ciencia fortuita”, como lo expresó Worch. En el momento en que el equipo introdujo todo el material de algas y los componentes químicos en un mezclador de alta energía, la historia cambió.
La técnica acortó la síntesis del plástico de dos días a tan solo una hora y media y permitió que la biomasa se integrara con las partes sintéticas del material, convirtiéndolo en un plástico híbrido. Además, es un proceso potencialmente escalable, ya que estos equipos de mezcla son comunes en muchas industrias.
“Es un proceso extremadamente simple, lo que lo convierte en una forma muy eficiente de crear plástico”, afirmó en un comunicado Emily Bird, estudiante de pregrado que codirigió el trabajo junto con Meng Jiang, el estudiante de posgrado principal del proyecto.
En el mundo de los plásticos, la técnica de la ‘molienda de bolas’ se utiliza habitualmente para moler materiales en trozos más finos. Por primera vez, investigadores de Virginia Tech la están utilizando para fabricar plásticos más sostenibles.
Los miembros del equipo diseñaron el plástico híbrido para incluir un tipo de alga células completas, conocida como espirulina, debido a su bajo costo y amplia disponibilidad. También analizaron otros tipos de recursos de biomasa, incluyendo residuos agrícolas del procesamiento de cultivos.
El nuevo plástico híbrido es robusto y altamente adaptable. Puede remodelarse fácilmente en nuevas formas o incluso descomponerse por completo. El equipo puede recuperar por separado las algas y los componentes químicos del plástico híbrido para su reutilización.
“Estas características hacen que el plástico sea muy versátil, lo que garantiza que no termine como residuo”, afirmó Jiang.
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