Cada año se producen más de 380 millones de toneladas de plástico, lo que supera con creces a la mayoría de los demás materiales artificiales. Los plásticos pueden tardar miles de años en degradarse debido a las largas cadenas de polímeros estables. Aproximadamente 12 millones de toneladas métricas de desechos plásticos estarán en los vertederos o en el entorno natural para el año 2050, lo que provocará una grave contaminación ambiental (es decir, «contaminación blanca»). Lo que es más grave, una gran cantidad de plástico se degrada lentamente y luego se convierte en millones de piezas de microplástico (milímetros o más pequeñas) en los océanos y el suelo, lo que representa una amenaza significativa para numerosos organismos.
Con el interés de disminuir esta amenaza, un equipo de investigación de la Universidad de Maryland (UMD) dirigido por Liangbing Hu , profesor distinguido de Herbert Rabin en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales (MSE) de la UMD y director fundador del Centro de Innovación de Materiales ( CMI): desarrolló recientemente un enfoque de regeneración de lignina in situ simple pero rentable para sintetizar un bioplástico lignocelulósico fuerte, a gran escala, hidrostable, biodegradable y reciclable, producido al 100% a partir de un polvo de madera abundante y económico, que generalmente se desecha como desperdicio. El estudio, titulado «Un bioplástico lignocelulósico fuerte, biodegradable y reciclable», se publicó en Nature Sustainability el 25 de marzo.
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En el proceso de fabricación, la estructura porosa de la madera natural se deconstruye para formar una ‘sopa’ homogénea de celulosa-lignina que presenta entrelazamiento a nanoescala y enlaces de hidrógeno entre la lignina regenerada y las micro / nanofibrillas de celulosa. A continuación, se pueden fabricar películas de bioplástico lignocelulósico a gran escala simplemente vertiendo la sopa de celulosa y lignina en un molde. A diferencia de la mayoría de los plásticos petroquímicos, este bioplástico puede ser degradado por microorganismos en el suelo, lo que ofrece una atractiva característica de ciclo cerrado (ver Figura). Además, el material es fuerte y robusto, lo que demuestra un equilibrio único entre degradabilidad y durabilidad, que ni los plásticos convencionales ni los productos de consumo de celulosa hidrófila pueden proporcionar.
«También notamos que el bioplástico lignocelulósico se puede fabricar a partir de diversas materias primas de biomasa, como pasto, paja de trigo y bagazo, lo que sugiere la amplia aplicabilidad del proceso de tratamiento», dijo Hu. «Este bioplástico lignocelulósico fuerte, estable al agua, biodegradable y reciclable con una huella ambiental sustancialmente reducida es un fuerte candidato para reemplazar los plásticos petroquímicos ampliamente utilizados hacia aplicaciones sostenibles».
Este estudio fue un esfuerzo de colaboración entre científicos de la UMD, la Universidad de Wisconsin-Madison, la Universidad de Yale y el Centro de Innovación de Materiales.
Para obtener información adicional: Xia, Q., Chen, C., Yao, Y., Li, J., He, S., Zhou, Y., Li, T., Pan, X., Yao, Y. y Hu, L. (marzo de 2021). «Un bioplástico lignocelulósico fuerte, biodegradable y reciclable». Sostenibilidad de la naturaleza, DOI: 10.1038 / s41893-021-00702-w
Fuente: MSE UNIVERSIDAD DE MARYLAND
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