Una ‘telaraña vegana’ como alternativa al plástico de un solo uso

Una ‘telaraña vegana’ como alternativa al plástico de un solo uso
| sport

Mientras que los llamados bioplásticos siguen generando dudas sobre sus sostenibilidad real, investigadores de Reino Unido han creado un material capaz de producirse a gran escala, sostenible y a base de plantas que podría reemplazar al plástico de un solo uso en muchos productos de consumo. El resultado final viene a ser como la seda de la telaraña, pero con un origen vegetal.

Los investigadores, de la Universidad de Cambridge, han conseguido crear una película de polímero que imita las propiedades de la seda de araña, uno de los materiales más resistentes de la naturaleza. El nuevo material es tan fuerte como muchos plásticos que se utilizan hoy en día y podría reemplazarlos en muchos productos y usos domésticos. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.

El material fue creado utilizando un nuevo sistema para ensamblar proteínas vegetales en materiales que imitan la seda a nivel molecular. Este método de eficiencia energética, que utiliza ingredientes sostenibles, da como resultado una película independiente similar al plástico, que se puede fabricar a escala industrial.

Además, se puede agregar al polímero un color ‘estructural’ que no se decolora, y también se puede usar para fabricar recubrimientos resistentes al agua.

El material es compostable directamente en el hogar, mientras que otros tipos de bioplásticos requieren instalaciones de compostaje industrial para degradarse. Además, el material desarrollado por la Universidad de Cambridge no requiere modificaciones químicas de sus componentes naturales, por lo que puede degradarse de forma segura en la mayoría de los entornos naturales.

El nuevo producto será comercializado por Xampla, una empresa derivada de esta misma universidad, que desarrolla recambios plásticos y microplásticos de un solo uso. La compañía presentará una gama de sobres y cápsulas de un solo uso a finales de este año, que pueden reemplazar el plástico que se usa en productos cotidianos como envases para lavavajillas y cápsulas de detergente para ropa.

Un hallazgo realizado investigando el Alzhéimer

Durante muchos años, el profesor Tuomas Knowles del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge ha estado investigando el comportamiento de las proteínas. Gran parte de su investigación se ha centrado en lo que sucede cuando éstas se pliegan mal o se «comportan mal», y cómo esto se relaciona con la salud y las enfermedades humanas, principalmente la enfermedad de Alzhéimer.

«Normalmente investigamos cómo las interacciones de proteínas funcionales nos permiten mantenernos saludables y cómo las interacciones irregulares están implicadas en la enfermedad de Alzheimer», dijo Knowles, quien dirigió la investigación actual.

«Fue una sorpresa descubrir que nuestra investigación también podría abordar un gran problema de sostenibilidad: el de la contaminación plástica», añadió.

Como parte de su investigación de proteínas, Knowles y su grupo exploraron por qué materiales como la seda de la telaraña son tan fuertes cuando tienen enlaces moleculares tan débiles.

«Descubrimos que una de las características clave que le da a la seda de araña su fuerza es que los enlaces de hidrógeno están dispuestos regularmente en el espacio a una densidad muy alta», dijo Knowles.

El coautor, el Dr. Marc Rodríguez García, investigador postdoctoral en el grupo de Knowles que ahora es Jefe de I + D en Xampla, comenzó a estudiar cómo replicar este autoensamblaje regular en otras proteínas.

Y es que las proteínas tienen una propensión a la autoorganización molecular y al autoensamblaje, y las proteínas vegetales en particular son abundantes y pueden obtenerse de manera sostenible como subproductos de la industria alimentaria.

«Se sabe muy poco sobre el autoensamblaje de proteínas vegetales, y es emocionante saber que al llenar este vacío de conocimiento podemos encontrar alternativas a los plásticos de un solo uso», dijo la candidata al doctorado Ayaka Kamada, primera autora del artículo.

Los investigadores replicaron con éxito las estructuras encontradas en la seda de araña utilizando un aislado de proteína de soja, que tiene una composición completamente diferente.

«Debido a que todas las proteínas están hechas de cadenas polipeptídicas, en las condiciones adecuadas podemos hacer que las proteínas vegetales se autoensamblen como la seda de araña«, dijo Knowles.

«En una araña, la proteína de la seda se disuelve en una solución acuosa, que luego se ensambla en una fibra inmensamente fuerte a través de un proceso de hilado que requiere muy poca energía», prosiguió.

“Otros investigadores han estado trabajando directamente con materiales de seda como reemplazo del plástico, pero siguen siendo un producto animal”, dijo Rodríguez García. «En cierto modo, hemos creado ‘seda de araña vegana’, es decir, hemos creado el mismo material sin la araña», explicó el científico.

Cualquier reemplazo del plástico requiere otro polímero. Los dos que existen en abundancia en la naturaleza son polisacáridos y polipéptidos. La celulosa y la nanocelulosa son polisacáridos y se han utilizado para una variedad de aplicaciones, pero a menudo requieren alguna forma de reticulación para formar materiales fuertes. Las proteínas se autoensamblan y pueden formar materiales fuertes como la seda sin modificaciones químicas, pero es mucho más difícil trabajar con ellas.

Los investigadores utilizaron aislado de proteína de soja (SPI) como proteína vegetal de prueba, ya que se obtiene fácilmente como subproducto de la producción de aceite de soja. Las proteínas vegetales como SPI son poco solubles en agua.

Artículo de referencia: DOI: 10.1038/s41467-021-23813-6

cerrar
Sport

SPORT.es

Descarga gratis la app en tu móvil