Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han desarrollado un nuevo plástico infinitamente reciclable que podría ser la respuesta al creciente problema de contaminación del mundo.
Han diseñado microbios para fabricar los ingredientes de una alternativa sostenible al 90 % de los plásticos que actualmente no se pueden reciclar, muchos de los cuales utilizan productos petroquímicos contaminantes finitos como componentes básicos.
El equipo de investigación de California ha diseñado con éxito microbios para crear alternativas biológicas para los ingredientes iniciales en un plástico infinitamente reciclable conocido como poli(dicetoenamina) o PDK.
«Esta es la primera vez que se integran bioproductos para hacer un PDK predominantemente de base biológica», dijo el líder del proyecto, el Dr. Brett Helms.
“Y es la primera vez que ves una ventaja biológica sobre el uso de productos petroquímicos, tanto con respecto a las propiedades del material como al costo de producirlo a escala”.
Explicó que, a diferencia de los plásticos tradicionales, el PDK se puede deconstruir repetidamente en bloques de construcción «prístinos» y formar nuevos productos sin pérdida de calidad.
Los PDK inicialmente usaban bloques de construcción derivados de productos petroquímicos, pero esos ingredientes se pueden rediseñar y producir con microbios en su lugar.
Ahora, después de cuatro años de intentos, los investigadores manipularon E. coli para convertir los azúcares de las plantas en algunos de los materiales de partida, una molécula conocida como lactona de ácido triacético o bioTAL, y produjeron un PDK con aproximadamente un 80 por ciento de contenido biológico.
“Hemos demostrado que el camino hacia el 100 por ciento de biocontenido en plásticos reciclables es factible”, dijo Jeremy Demarteau, científico del proyecto en el equipo. “Verás eso de nosotros en el futuro”.
Dijo que los PDK se pueden usar para varios productos, incluidos adhesivos, elementos flexibles como cables de computadora o correas de reloj, e incluso materiales de construcción.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que la incorporación de bioTAL en el material expandió su rango de temperatura de trabajo hasta en 60 grados centígrados en comparación con la versión petroquímica.
Dicen que eso abre la puerta al uso de PDK en artículos que necesitan temperaturas de trabajo específicas, incluidos equipos deportivos y piezas de automóviles, como parachoques o tableros.
“No podemos seguir usando nuestro suministro cada vez menor de combustibles fósiles”, dijo el profesor Jay Keasling, científico principal de la facultad en el Área de Biociencias de Berkeley Lab. “Queremos ayudar a resolver el problema de los desechos plásticos creando materiales que sean tanto biorrenovables como circulares, y brindando un incentivo para que las empresas los usen».
“Entonces, las personas podrían tener los productos que necesitan durante el tiempo que los necesitan, antes de que esos artículos se transformen en algo nuevo”.
El estudio, publicado en la revista Nature Sustainability, también se basa en un análisis ambiental y tecnológico de 2021, que mostró que el plástico PDK podría ser comercialmente competitivo con los plásticos convencionales si se produce a gran escala.
Corinne Scown, científica del personal del Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley Lab, agregó: “Nuestros nuevos resultados son extremadamente alentadores».
“Descubrimos que incluso con mejoras modestas en el proceso de producción, pronto podríamos fabricar plásticos PDK de base biológica que son más baratos y emiten menos CO2 que los fabricados con combustibles fósiles”.
