La vida moderna depende en gran medida del plástico. Este producto ligero y adaptable es fundamental en envases, equipamiento médico, industrias aeroespaciales, automotrices y más. Sin embargo, el problema de los residuos plásticos persiste, ya que se degrada en vertederos y contamina los océanos.
Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Florida (FAMU-FSU), en los Estados Unidos, han desarrollado una alternativa potencial al plástico tradicional a base de petróleo, utilizando dióxido de carbono (CO2) y lignina, un componente de la madera que es un subproducto de bajo costo de la fabricación de papel y la producción de biocombustibles. Su investigación fue publicada en Advanced Functional Materials.
«Este estudio convierte el perjudicial gas de efecto invernadero CO2 en una materia prima útil para producir polímeros o plásticos degradables», dijo Hoyong Chung, profesor asociado de ingeniería química y biomédica en el colegio. «No solo estamos reduciendo las emisiones de CO2, sino que también estamos produciendo un producto polimérico sostenible utilizando el CO2».
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Este estudio es el primero en demostrar la síntesis directa de lo que se conoce como un monómero de carbonato cíclico, una molécula compuesta de átomos de carbono y oxígeno que puede ser enlazada con otras moléculas, hecho a partir de CO2 y lignina.
Al unir múltiples monómeros, los científicos pueden crear polímeros sintéticos, moléculas de larga cadena que pueden ser diseñadas para cumplir todo tipo de aplicaciones.
El material desarrollado por Chung y su equipo de investigación es completamente degradable al final de su vida útil sin producir microplásticos ni sustancias tóxicas. Puede ser sintetizado a presiones y temperaturas más bajas. Y el polímero puede ser reciclado sin perder sus propiedades originales.
Mediante la depolimerización, los investigadores pueden convertir polímeros en monómeros puros, que son los componentes básicos de los polímeros. Esto es clave para la alta calidad del material reciclado. Los monómeros pueden ser reciclados indefinidamente y producir un polímero de alta calidad tan bueno como el original, una mejora respecto a los materiales poliméricos desarrollados anteriormente y actualmente utilizados, en los cuales la exposición repetida al calor reduce la calidad y permite un reciclaje limitado.
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«Podemos degradar fácilmente el polímero a través de la depolimerización, y el producto degradado puede sintetizar el mismo polímero nuevamente», dijo Chung. «Esto es más rentable y evita que pierda las propiedades originales de los polímeros durante múltiples reciclajes. Esto se considera un avance en la ciencia de materiales, ya que permite la realización de una verdadera economía circular».
El nuevo material desarrollado podría ser utilizado para productos plásticos de bajo costo y corta vida útil en sectores como la construcción, la agricultura, el envasado, la cosmética, los textiles, los pañales y los utensilios de cocina desechables. Con un mayor desarrollo, Chung anticipa su uso en polímeros altamente especializados para aplicaciones biomédicas y de almacenamiento de energía.
El investigador postdoctoral Arijit Ghorai fue el autor principal del estudio.
