Un equipo de investigación del Royal Melbourne Institute of Technology de Australia (RMIT) ha utilizado la biomimética para desarrollar un bioplástico autolimpiante que es ecológico e ideal para envasar alimentos frescos y comidas de delivery.
El nuevo plástico está inspirado en la estructura de las hojas de loto que gracias a una tupida red nanoscópica logra repeler las gotas de agua con gran eficiencia, informó el equipo en su estudio publicado el 8 de marzo en la revista Science of The Total Environment.
«Hemos replicado la estructura fenomenalmente repelente al agua de las hojas de loto para ofrecer un tipo único de bioplástico que combina con precisión tanto la fuerza como la degradabilidad», dijo el autor principal Mehran Ghasemlou.
El bioplástico está fabricado con materias primas baratas y ampliamente disponibles (almidón y celulosa) para mantener bajos los costos de producción y permitir una rápida biodegradabilidad.
El proceso de fabricación no requiere equipos complicados y sería fácil de escalar a una línea de producción, dijo Ghasemlou.
Si bien los plásticos biodegradables son un mercado en crecimiento, la mayoría de los plásticos biodegradables o compostables requieren procesos industriales y altas temperaturas para descomponerse.
El nuevo bioplástico no necesita intervención industrial para biodegradarse, y las pruebas muestran que se descompone de forma natural y rápida en el suelo. «Existen grandes diferencias entre los materiales de origen vegetal: el hecho de que algo esté hecho de ingredientes ecológicos no significa que se degradará fácilmente», dijo Ghasemlou.
«Seleccionamos cuidadosamente nuestras materias primas para la compostabilidad y esto se refleja en los resultados de nuestros estudios de suelo, donde podemos ver que nuestro bioplástico se descompone rápidamente simplemente con la exposición a las bacterias y los insectos en el suelo. Nuestro objetivo final es entregar envases que puedan agregarse al abono de su jardín o arrojarse a un contenedor verde junto con otros desechos orgánicos, de modo que los desechos de alimentos se puedan convertir en abono junto con el contenedor en el que vinieron, para ayudar a prevenir la contaminación de los alimentos por el reciclaje”, explicó.
Los investigadores inspiraron su nuevo bioplástico a partir de la siempre inmaculada hoja de loto, famosa por tener algunas de las superficies más repelentes al agua del mundo y que es casi imposible que se ensucien.
El secreto está en la estructura de la superficie de la hoja, que se compone de diminutos pilares rematados por una capa cerosa. Cualquier agua que cae sobre la hoja permanece como una gota, simplemente rodando con la ayuda de la gravedad o el viento. Las gotas barren la suciedad a medida que se deslizan hacia abajo, manteniendo la hoja limpia.
Para hacer su material inspirado en el loto, el equipo de investigadores de ciencia e ingeniería de RMIT primero diseñó sintéticamente un plástico hecho de almidón y nanopartículas celulósicas. La superficie de este bioplástico se imprimió con un patrón que imita la estructura de las hojas de loto y luego se cubrió con una capa protectora de PDMS, un polímero orgánico a base de silicio.
Las pruebas muestran que el bioplástico no solo repele los líquidos y la suciedad de manera efectiva, sino que también conserva sus propiedades de autolimpieza después de ser rayado con abrasivos y expuesto al calor, a ácido y al etanol. El profesor Benu Adhikari, uno de los autores del trabajo, dijo que el diseño supera los desafíos clave de los materiales a base de almidón.
«El almidón es uno de los polímeros naturales más prometedores y versátiles, pero es relativamente frágil y muy susceptible a la humedad. Al imitar el ‘efecto de loto’, hemos creado un plástico biodegradable a base de almidón altamente efectivo», dijo Adhikari.
Ghasemlou está trabajando actualmente con una empresa de bioplásticos, que está evaluando un mayor desarrollo de estos nuevos materiales repelentes al agua para iniciar las aplicaciones comerciales del nuevo bioplástico.
