Los poliuretanos, un tipo de plástico, se encuentran en casi todas partes: en zapatos, ropa, refrigeradores y materiales de construcción.
por la American Chemical Society
Pero estos materiales tan versátiles pueden tener una gran desventaja. Derivados de petróleo crudo, tóxicos para sintetizar y lentos para descomponerse, los poliuretanos convencionales no son amigables con el medio ambiente. Hoy en día, los investigadores discuten cómo diseñar lo que, según ellos, debería ser una alternativa más segura y biodegradable derivada de los desechos de pescado (cabezas, huesos, piel y tripas) que de otro modo probablemente serían descartados.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la reunión de primavera de la American Chemical Society (ACS).
Si se desarrolla con éxito, un poliuretano a base de aceite de pescado podría ayudar a satisfacer la inmensa necesidad de plásticos más sostenibles , dice Francesca Kerton, Ph.D., investigadora principal del proyecto. «Es importante que comencemos a diseñar plásticos con un plan para el final de su vida útil, ya sea la degradación química que convierte el material en dióxido de carbono y agua, o el reciclaje y la reutilización».
Para hacer el nuevo material, el equipo de Kerton comenzó con aceite extraído de los restos de salmón del Atlántico, después de que el pescado se preparara para la venta a los consumidores. «Me parece interesante cómo podemos hacer algo útil, algo que incluso podría cambiar la forma en que se fabrican los plásticos, a partir de la basura que la gente tira», dice Mikhailey Wheeler, un estudiante graduado que presenta el trabajo en la reunión. Tanto Kerton como Wheeler están en la Memorial University of Newfoundland (Canadá).
El método convencional para producir poliuretanos presenta una serie de problemas medioambientales y de seguridad. Requiere petróleo crudo , un recurso no renovable, y fosgeno, un gas incoloro y altamente tóxico. La síntesis genera isocianatos, potentes irritantes respiratorios y el producto final no se degrada fácilmente en el medio ambiente. La biodegradación limitada que ocurre puede liberar compuestos cancerígenos. Mientras tanto, crece la demanda de alternativas más ecológicas. Anteriormente, otros han desarrollado nuevos poliuretanos utilizando aceites de origen vegetal para reemplazar el petróleo. Sin embargo, estos también tienen un inconveniente: los cultivos, a menudo soja, que producen el aceite requieren tierra que de otro modo podría utilizarse para cultivar alimentos.
El pescado sobrante le pareció a Kerton una alternativa prometedora. El cultivo de salmón es una industria importante para la costa de Terranova, donde se encuentra su universidad. Una vez procesado el pescado, las partes sobrantes a menudo se descartan, pero a veces se extrae aceite de ellas. Kerton y sus colegas desarrollaron un proceso para convertir este aceite de pescado en un polímero similar al poliuretano. Primero, agregan oxígeno al aceite insaturado de manera controlada para formar epóxidos, moléculas similares a las de la resina epoxi. Después de hacer reaccionar estos epóxidos con dióxido de carbono , unen las moléculas resultantes con aminas que contienen nitrógeno para formar el nuevo material.
Pero, ¿el plástico huele a pescado? «Cuando comenzamos el proceso con el aceite de pescado, hay un leve olor a pescado, pero a medida que avanzamos, ese olor desaparece», dice Kerton.
Kerton y su equipo describieron este método en un artículo en agosto pasado, y desde entonces, Wheeler lo ha estado modificando. Recientemente ha tenido cierto éxito al cambiar la amina por aminoácidos, lo que simplifica la química involucrada. Y aunque la amina que usaban anteriormente tenía que derivar de cáscaras de anacardo, los aminoácidos ya existen en la naturaleza. Los resultados preliminares de Wheeler sugieren que la histidina y la asparagina podrían reemplazar la amina uniendo los componentes del polímero.
En otros experimentos, han comenzado a examinar la facilidad con la que el nuevo material se descompondrá una vez que termine su vida útil. Wheeler empapó trozos en agua y, para acelerar la degradación de algunos trozos, agregó lipasa, una enzima capaz de descomponer grasas como las del aceite de pescado . Bajo un microscopio, más tarde vio crecimiento microbiano en todas las muestras, incluso aquellas que habían estado en agua corriente, una señal alentadora de que el nuevo material podría biodegradarse fácilmente, dice Wheeler.
Kerton y Wheeler planean continuar probando los efectos del uso de un aminoácido en la síntesis y estudiando qué tan susceptible es el material al crecimiento microbiano que podría acelerar su descomposición. También tienen la intención de estudiar sus propiedades físicas para ver cómo podría usarse potencialmente en aplicaciones del mundo real, como en empaques o fibras para ropa.
