Revolución en materiales biodegradables: Nuevo plástico que se descompone en un mes

En un mundo de crecientes desafíos ecológicos relacionados con los desechos plásticos, los científicos han desarrollado un tipo completamente nuevo de plástico biodegradable que se descompone en menos de un mes. Esta innovación tiene el potencial de transformar nuestra forma de pensar sobre el plástico y su impacto en el medio ambiente, al tiempo que nos brinda esperanza para un futuro mejor.

Enzimas bacterianas como clave para la solución

La base de este plástico revolucionario radica en enzimas bacterianas que descomponen naturalmente el plástico. La inspiración para este material proviene de proteínas que se descubrieron en 2016 en plantas de reciclaje en Japón. Se ha encontrado que especies bacterianas como Ideonella sakaiensis poseen habilidades únicas para descomponer el tereftalato de polietileno (PET), comúnmente utilizado en envases de alimentos y bebidas.

Los científicos han perfeccionado aún más este proceso creando nuevas versiones sintéticas de estas enzimas, capaces de descomponer plástico incluso en condiciones menos controladas, facilitando así la aplicación en la industria más amplia. La clave de este éxito radica en el efecto de las esporas bacterianas integradas en la propia estructura del plástico, que, bajo condiciones adecuadas, inician el proceso de degradación del polímero.

El papel de las esporas bacterianas en la degradación

Las esporas bacterianas de la especie Bacillus subtilis desempeñan un papel crucial en el proceso de degradación del nuevo plástico. Estas esporas, que son altamente resistentes a temperaturas y presiones extremas, están integradas en el plástico, específicamente en el poliuretano termoplástico (TPU). Cuando el plástico se coloca en un entorno de compostaje, las esporas germinan y comienzan a producir enzimas que desencadenan la degradación. Esta resistencia y capacidad de supervivencia en diversas condiciones las hacen ideales para su uso en materiales biodegradables que incluso pueden sobrevivir a duras condiciones de producción industrial.

Para probar la biodegradabilidad de estos materiales, los científicos crearon tiras delgadas de bioplástico que se colocaron en entornos de compostaje: una con microorganismos y la otra estéril, sin actividad microbiológica adicional. A pesar de la falta de microorganismos externos, dentro de cinco meses se produjo una degradación del 90 %, lo que es un logro notable que indica la naturaleza autosostenible de este material, permitiendo una aplicación más amplia en condiciones cotidianas fuera de las instalaciones de compostaje.

Síntesis de materiales y planes futuros

El plástico hecho a base de policaprolactona (PCL) proporciona una excelente resistencia y adaptabilidad en la producción. Científicos de la Academia China de Ciencias han desarrollado un método que combina la integración de esporas bacterianas dentro del plástico con el uso adicional de enzimas lipasas de la bacteria Burkholderia cepacia, reduciendo el tiempo de degradación a solo una semana. Este enfoque de integración de bacterias y enzimas dentro de la estructura misma del polímero crea un sistema fuerte y eficiente que podría eliminar los desechos plásticos en un plazo mucho más corto que los métodos tradicionales.

Los planes para el futuro incluyen ampliar la aplicación de este material innovador a otros tipos de plásticos disponibles comercialmente, como PLA (ácido poliláctico), PBAT (adipato de polibutileno-co-tereftalato) y PHA (polihidroxialcanoatos). El objetivo es lograr producción comercial y escalar la tecnología a un nivel que permita reducir la dependencia mundial de productos plásticos convencionales.

Desafíos y aplicaciones potenciales

Uno de los mayores desafíos en la aplicación de tales materiales es la adaptación industrial y el aumento de la producción. Para integrar con éxito esta tecnología en un uso más amplio, los científicos están trabajando en la optimización del proceso de producción mientras intentan acelerar los procesos de degradación. El plástico PCL ya muestra una resistencia extraordinaria a condiciones extremas, lo cual es crucial para su aplicación en condiciones cotidianas.

La aplicación potencial de este material es muy diversa; además de envases, también puede utilizarse en agricultura como una película para cubrir el suelo que se descompone después de la cosecha, sin necesidad de eliminación adicional. Los científicos han probado la resistencia de las esporas en diversas condiciones, incluida la ebullición, y los resultados han mostrado que las esporas sobreviven con éxito e inician el proceso de degradación en tales condiciones, lo que abre posibilidades para aplicaciones más amplias.

Un resultado importante de esta investigación también es la estabilidad de estos materiales durante un período prolongado. En pruebas realizadas durante aproximadamente 60 días, el plástico no mostró signos de desestabilización incluso al entrar en contacto con bebidas carbonatadas como Sprite. Esta resistencia otorga a estos materiales una ventaja al ser seleccionados para productos cotidianos, especialmente en la industria alimentaria, donde es fundamental mantener la estabilidad del envase sin comprometer la seguridad.

Conclusión sobre materiales que prometen un mejor futuro

Aunque la investigación actual se encuentra en la fase conceptual, su éxito ofrece un paso prometedor hacia la resolución del problema de la contaminación por plástico. Los materiales sostenibles que se descomponen naturalmente sin dejar residuos dañinos representan un gran potencial para el futuro, y el trabajo de científicos de la Academia China de Ciencias y otras instituciones en todo el mundo demuestra que la tecnología y la naturaleza pueden colaborar para crear un entorno más limpio. El objetivo clave sigue siendo el perfeccionamiento de este concepto y la adaptación de la tecnología para su aplicación comercial más amplia, lo que podría ser un hito en la lucha global contra la contaminación por plástico.