Químicos de Constanza desarrollan plásticos minerales con numerosas propiedades positivas a partir de componentes básicos sostenibles y, junto con biólogos, demuestran la excelente degradabilidad microbiológica del material.
Imagen de microscopio electrónico de barrido del nuevo plástico mineral.
© Avasthi et al.; https://doi.org/10.1002/smtd.202300575; Lizenz: CC BY 4.0
Imagínese un plástico así: más duro que los plásticos comunes, no inflamable e incluso con propiedades autocurativas. Pero eso no es todo. Puede fabricarse a temperatura ambiente en agua, lo que resulta muy eficiente desde el punto de vista energético y no requiere disolventes tóxicos. Antes de endurecerse, se puede dar al plástico la forma que se desee, como si fuera un chicle. Añadiendo agua, también puede volver a su forma de «chicle» en cualquier momento, volver a moldearse y, por tanto, reciclarse tantas veces como se desee.
¿Es imposible? No, no lo es. En 2016, el equipo de investigación del químico de Constanza Helmut Cölfen presentó precisamente un material así: un plástico mineral. Sin embargo, aunque el plástico, con su novedoso proceso de fabricación y sus extraordinarias propiedades materiales, ha despertado desde entonces un gran interés en la industria, seguía teniendo una deficiencia crucial desde el punto de vista de los químicos de Konstanz: debido a su composición química, era difícil de biodegradar.
Un nuevo ingrediente para una mayor compatibilidad medioambiental
«Antes utilizábamos ácido poliacrílico para producir nuestro plástico mineral. Químicamente, este ácido tiene la misma columna vertebral que el polietileno, conocido por causar grandes problemas en el medio ambiente, ya que es difícilmente biodegradable», explica Cölfen. El equipo de investigación dirigido por Cölfen e Ilesha Avasthi, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Cölfen, se puso manos a la obra en busca de un componente básico alternativo para desarrollar un plástico mineral compatible con el medio ambiente que mantuviera las fascinantes propiedades del material original. Y encontraron lo que buscaban.
En su publicación actual en la revista Small Methods, los químicos de Constanza presentan la nueva generación de su plástico mineral. En lugar de ingredientes derivados del petróleo, como el ácido poliacrílico, ahora utilizan ácido poliglutámico. Este biopolímero natural está disponible en grandes cantidades e incluso puede obtenerse de forma sostenible, por ejemplo a partir de la producción biotecnológica con microorganismos. Diversos microorganismos que ya existen en el medio ambiente pueden degradar el ácido poliglutámico.
«Nuestro nuevo plástico mineral tiene las mismas propiedades positivas que el anterior, pero presenta la ventaja decisiva de que su componente básico -el ácido poliglutámico- puede producirse con ayuda de microorganismos y es completamente biodegradable», afirma Helmut Cölfen.
Apoyo de los biólogos
Para demostrar que esta biodegradabilidad también se aplica al nuevo plástico mineral y no sólo a sus componentes individuales, los químicos contaron con la ayuda de David Schleheck y el postdoctorando Harry Lerner, del Departamento de Biología de la Universidad de Constanza. «Helmut Cölfen ha creado un nuevo tipo de plástico mineral en su laboratorio, y nuestra tarea ahora era hacerlo desaparecer de nuevo con la ayuda de microorganismos», dice Schleheck con una sonrisa.
En experimentos de degradación, los biólogos pudieron demostrar que los microorganismos que se encuentran, por ejemplo, en suelos forestales, empezaban a metabolizar el plástico mineral a los pocos días. Al cabo de 32 días, los microorganismos habían degradado completamente el plástico. Así pues, los investigadores han conseguido que el plástico mineral, con todas sus propiedades materiales positivas, sea ahora también sostenible y biodegradable.
