Químicos rediseñan polímeros biodegradables capaces de sustituir a los plásticos convencionales

Investigadores de la Universidad Estatal de Colorado han modificado los PHA de forma que puedan procesarse por fusión y reciclarse químicamente.

Los polihidroxialcanoatos o PHA son una clase de polímeros creados de forma natural por microorganismos vivos o producidos sintéticamente a partir de materias primas biorrenovables. Son biodegradables en el medio ambiente, incluidos los océanos y el suelo.

Pero hay una razón por la que los PHA no han despegado como alternativa sostenible y respetuosa con el medio ambiente a los plásticos tradicionales. Los PHA cristalinos son quebradizos, por lo que no son tan duraderos ni prácticos como los plásticos convencionales. Además, no pueden fundirse ni reciclarse fácilmente, lo que encarece su producción.

Ahora, químicos de polímeros de la Universidad Estatal de Colorado (CSU), en Estados Unidos, dirigidos por el catedrático distinguido del Departamento de Química, han creado una plataforma sintética de PHA que aborda cada uno de estos problemas, allanando el camino para un futuro en el que los PHA puedan despegar en el mercado como plásticos verdaderamente sostenibles.

Chen y sus colegas informan en un artículo publicado en la revista Science sobre una nueva clase de PHA rediseñados, fácilmente accesibles mediante catálisis química.

Los investigadores habían estado buscando una estrategia para hacer frente a la inestabilidad térmica intrínseca de los PHA convencionales; su falta de resistencia al calor también dificulta su transformación por fusión en productos finales. Los químicos de la CSU introdujeron cambios fundamentales en las estructuras de estos plásticos, sustituyendo los átomos de hidrógeno reactivos responsables de la degradación térmica por grupos metilo más robustos. Esta modificación estructural mejora drásticamente la estabilidad térmica de los PHA, dando lugar a plásticos que pueden procesarse por fusión sin descomponerse.

Es más, estos PHA de nuevo diseño son mecánicamente resistentes, superando incluso a dos de los plásticos básicos más comunes: el polietileno de alta densidad -utilizado en productos como botellas de leche y champú- y el propileno isotáctico, que se emplea para fabricar piezas de automóvil o fibras sintéticas. Lo mejor es que el nuevo PHA puede reciclarse químicamente hasta su molécula básica, llamada monómero, con un simple catalizador y calor, y el monómero limpio recuperado puede reutilizarse para reproducir de nuevo el mismo PHA, en principio, infinitamente.

«Estamos añadiendo tres características clave deseadas a los PHA biológicos, incluido el reciclado químico en bucle cerrado, que es esencial para lograr una economía circular de PHA», afirma Chen.