Investigadores japoneses han desarrollado un innovador plástico reciclable que se disuelve completamente en el mar sin dejar residuos de microplásticos. Este material, creado por el equipo liderado por Takuzo Aida en el Centro de Ciencia de la Materia Emergente (CEMS) de RIKEN, utilizó plásticos supramoleculares o polímeros con estructuras mantenidas por interacciones reversibles. Estos se producen al mezclar dos monómeros iónicos: el hexametafosfato de sodio, un aditivo alimentario común, y los monómeros basados en guanidinio, un compuesto químico que forma conexiones fuertes pero flexibles. La investigación se encuentra disponible en la revista Science.
La ciencia detrás del plástico reciclable
El secreto de este material radica en el uso de plásticos supramoleculares, que se basan en interacciones reversibles para mantener su estructura. Su composición incluye dos monómeros iónicos: el hexametafosfato de sodio, un aditivo alimentario común, y monómero basados en guanidinio, un compuesto que aporta resistencia y flexibilidad. Estos elementos permiten que este material sea soluble en agua y completamente biodegradable.
El proceso de fabricación cosiste en mezclar los monómeros en agua, donde se separan en dos capas: una estructural y otra acuosa que contiene los iones de sal. La clave para su durabilidad es un proceso llamado “desalinización”, que extrae la capa acuosa y permite que el plástico se vuelva fuerte y resistente. Sin esta etapa, el material resultaría demasiado frágil para su uso comercial.
Aplicaciones y beneficios
Gracias a sus propiedades innovadoras, este plástico reciclable podría utilizarse para fabricar objetos comerciales como botellas y envases desechables que, una vez en el mar, se disolverían sin dejar residuos tóxicos. Este descubrimiento fue posible gracias a la colaboración entre el CEMS, la Universidad de Tokio y la Universidad Tecnológica de Eindhoven.
Además de ser reciclable y biodegradable, el material también es no inflamable y no tóxico. Puede moldelarse a temperaturas superiores a los 120 grados Celsius, lo que lo hace compatible con los procesos de fabricación de plásticos convencionales. Su versatilidad también permite la personalización según las necesidades del usuario, generando materiales similares al caucho, resistentes a los arañazos o flexibles según la aplicación deseada.
Otra característica clave es su compatibilidad con la impresión 3D, permitiendo su uso en herramientas médicas y dispositivos relacionados con la salud. Para aplicaciones específicas, se pueden agregar polisacáridos para formar puentes salinos con los monómeros, mejorando sus propiedades estructurales.
Biodegradabilidad en la tierra y el mar
Este material no solo se disuelve en el mar en pocas horas, sino que también se degrada completamente en el suelo en aproximadamente diez días. Durante su descomposición, libera fósforo y nitrógeno, nutrientes esenciales que están presentes en los fertilizantes, lo que podría tener un impacto positivo en la agricultura y el medio ambiente.
A diferencia de los plásticos convencionales, que tardan décadas en degradarse y generan microplásticos contaminantes, este nuevo material ofrece una solución viable al problema de la contaminación plástica.
Mientras que algunos plásticos biodegradables aún presentan dificultades para disolverse en agua, este nuevo material elimina el riesgo de acumulación de microplásticos desde su diseño.
Referencia:
- Mechanically strong yet metabolizable supramolecular plastics by desalting upon phase separation. Link.
