Esta puede ser la solución definitiva a los plásticos contaminantes

• Químicos de Estados Unidos descubren una forma eficiente de producir un polímero totalmente reciclable que no tiene su origen en el petróleo

Muestra de una pieza del nuevo polímero alternativo a los plásticos derivados del petróleo (Bill Cotton/Colorado State University)

Joaquim Elcacho

27/04/2018 11:24 | Actualizado a 27/04/2018 11:26 Los humanos hemos adoptado a los plásticos en nuestra vida diaria porque aportan una larga lista de ventajas, aunque reconocemos que también suponen un grave peligro para el medio ambiente e incluso la salud. Encontrar materiales alternativos que reunan la mayor parte de los factores positivos de los plásticos y permitan minimizar su lado negativo es un reto científico e industrial de primer orden.
Un equipo de químicos de la Universidad Estatal de Colorado (Estados Unidos) presenta esta semana en la prestigiosa revista Science un estudio en el que se detalla la nueva formulación de un nuevo tipo de polimeros que pueden cumplir estas ansiadas espectativas.
La base de este nuevo producto es el monómero Gamma Butirolactona, que se puede convertir en una especie de plástico reutilizable y que ya fue presentado en 2015 por este mismo equipo. La novedad es que los autores han conseguido un proceso de síntesis que soluciona los problemas detectados en la producción del polimero original, denominado poly(GBL). En ambos casos, además de tener características similares a los plásticos convencionales, la futura alternativa no procede del petróleo sino de productos vegetales.

El vertido de plásticos al mar provoca problemas de contaminación a largo plazo (Placebo365 / Getty)

Eugene Chen, profesor del Departamento de Química, y su equipo explican las características de un polimero con peso ligero, resistencia al calor, dureza y durabilidad. Pero el nuevo polímero, a diferencia de los plásticos típicos del petróleo, se puede volver a convertir en materia prima de forma sencilla y eficiente. Esta capacidad de reciclaje se puede lograr sin el uso de productos químicos tóxicos o procedimientos de laboratorio intensivos, según los autores.
Los polímeros son una amplia clase de materiales caracterizados por largas cadenas de unidades moleculares repetitivas químicamente enlazadas llamadas monómeros. Los polímeros sintéticos actuales incluyen plásticos, fibras, cerámicas, cauchos, recubrimientos y muchos otros productos comerciales.
Basándose en el conocimiento fundamental
El trabajo que ahora se presenta en Science se basa en una generación anterior de un polímero químicamente reciclable que el laboratorio de Chen demostró por primera vez en 2015. Hacer la versión anterior requería condiciones extremadamente frías que habrían limitado su potencial industrial. El polímero anterior también tenía baja resistencia térmica y peso molecular, y, aunque era de tipo plástico, era relativamente blando.
Pero el conocimiento fundamental obtenido de ese estudio fue invaluable, dijo Chen. Condujo a un principio de diseño para el desarrollo de polímeros de la generación futura que no solo sean químicamente reciclables, sino que también muestren propiedades prácticas robustas.

La nueva estructura de polímero, muy mejorada, resuelve los problemas del material de primera generación. El monómero puede polimerizarse convenientemente en condiciones ambientalmente amigables, industrialmente realistas: libre de solventes, a temperatura ambiente, con solo unos pocos minutos de tiempo de reacción y solo una pequeña cantidad de catalizador. El material resultante tiene un alto peso molecular, estabilidad térmica y cristalinidad, y propiedades mecánicas que se comportan como un plástico. Lo que es más importante, el polímero se puede reciclar a su estado monomérico original bajo condiciones de laboratorio suaves, usando un catalizador. Sin necesidad de una purificación adicional, el monómero se puede volver a polimerizar, estableciendo así lo que Chen llama un ciclo de vida de materiales circulares.
Esta pieza de química innovadora ha entusiasmado a Chen y sus colegas por un futuro en el que los nuevos plásticos verdes, en lugar de sobrevivir en vertederos y océanos durante millones de años, pueden simplemente colocarse en un reactor y, en lenguaje químico, despolimerizarse para recuperar su valor - no es posible para los plásticos del petróleo de hoy. De regreso en su punto de partida químico, el material podría usarse una y otra vez, redefiniendo por completo lo que significa “reciclar”.
Próximos pasos
Chen subraya que la nueva tecnología de polímeros solo se ha demostrado a escala de laboratorio académico. Todavía queda mucho trabajo por hacer para perfeccionar los procesos de producción de monómeros y polímeros con patente pendiente que él y sus colegas han inventado.
Con la ayuda de una subvención inicial de CSU Ventures, los químicos están optimizando su proceso de síntesis de monómeros y desarrollando nuevas rutas, incluso más rentables para dichos polímeros. También están trabajando en problemas de escalabilidad en su configuración de reciclaje de monomero-polímero-monómero, mientras investigan nuevas estructuras químicas para obtener materiales reciclables aún mejores.
”Sería nuestro sueño ver materializarse en el mercado esta tecnología de polímero químicamente reciclable”, destaca el profeso Chen. El primer autor del artículo es el científico de investigación de CSU Jian-Bo Zhu. Los coautores son estudiantes graduados, Eli Watson y Jing Tang, según destaca la Universidad Estatal de Colorado.
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Artículo científico de referencia:
A synthetic polymer system with repeatable chemical recyclability. Jian-Bo Zhu, Eli M. Watson, Jing Tang, Eugene Y.-X. Chen, Science 27 Apr 2018: Vol. 360, Issue 6387, pp. 398-403
DOI: 10.1126/science.aar5498

http://www.lavanguardia.com/natural/20180427/443054090087/polimero-reciclable-alternativa-plasticos-petroleo.html