Los científicos están recurriendo a las proteínas de la leche, el almidón y la nanoarcilla para crear plásticos biodegradables que se descomponen rápidamente en el suelo.
A medida que aumentan las preocupaciones sobre los daños al medio ambiente y los posibles riesgos para la salud humana, se están acelerando los esfuerzos para desarrollar plásticos biodegradables, incluidos varios proyectos de investigación activos en la Universidad Flinders en el sur de Australia.
En un estudio reciente publicado en Polymers , investigadores describen la creación de una fina película biodegradable mediante la mezcla de caseinato de calcio, un material ampliamente disponible derivado de la caseína, la principal proteína presente en la leche, con almidón modificado y nanoarcilla de bentonita. Se añadieron glicerol y alcohol polivinílico a la mezcla para mejorar la resistencia y flexibilidad del material.
Las pruebas de biodegradabilidad del material mostraron un proceso de descomposición constante, esperándose que la desintegración completa ocurra en aproximadamente 13 semanas cuando se coloca en condiciones normales de suelo.
La investigación proporciona conocimientos preliminares sobre cómo se pueden utilizar las combinaciones de biopolímeros y suspensiones de nanoarcilla para producir películas biodegradables prácticas, lo que apunta a su posible uso en envases de alimentos más sostenibles.
También se observó una menor toxicidad, ya que las pruebas microbianas confirmaron que los niveles de colonias bacterianas se mantuvieron dentro de límites aceptables para películas biodegradables que no están diseñadas para ser antimicrobianas.
Consideraciones de seguridad y medio ambiente
"Recomendaríamos más evaluaciones antibacterianas en futuras pruebas y desarrollos", dice el profesor Youhong Tang, investigador de nanomateriales en el Campus Tonsley, Flinders College of Science and Engineering.
El profesor Tang, del Instituto Flinders de Ciencia y Tecnología a Nanoescala, dice que encontrar soluciones sustentables para el envasado de alimentos y otros usos del plástico de un solo uso es un paso importante para frenar los crecientes niveles de contaminación.
Los plásticos pueden contener miles de sustancias químicas, como tintes y retardantes de llama, algunas de las cuales son tóxicas y cancerígenas. La OCDE prevé que, sin medidas globales para frenar la contaminación por plásticos, es probable que la producción de plástico crezca un 70 % entre 2020 y 2040, superando los 700 millones de toneladas métricas anuales.
La profesora Alis Yovana Pataquiva-Mateus, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Colombia, está experimentando con nuevos polímeros en el Grupo de Investigación de Nanobioingeniería. Crédito: Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano (Colombia)
La nueva investigación se realizó en colaboración con los investigadores colombianos de ingeniería química, Nikolay Estiven Gómez Mesa y la profesora Alis Yovana Pataquiva-Mateus, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, donde estaban experimentando con nuevos polímeros en el Grupo de Investigación en Nanobioingeniería en Bogotá.
Colaboración internacional e innovación de materiales
“Estábamos experimentando con caseinatos para fabricar nanofibras a base de leche y descubrimos que podían usarse para moldear polímeros similares a los materiales de embalaje comunes”, dice Gómez.
A partir de ahí, comenzamos a explorar maneras de mejorar sus propiedades mediante la introducción de componentes naturales y abundantes, como el almidón, y también un polímero biodegradable con características mecánicas excepcionales. Esto también brindó la oportunidad de integrar nanoarcillas, como la bentonita, que pueden mejorar la resistencia y la capacidad de barrera de la película.
“Toda la fórmula fue diseñada para utilizar ingredientes económicos que sean biodegradables y respetuosos con el medio ambiente para crear una alternativa sostenible con características mejoradas”.
El profesor Pataquiva-Mateus añade: “Todos podemos contribuir a reducir el uso de plástico, y encontrar alternativas de polímeros biodegradables es una parte importante de la ciencia que ayuda a encontrar soluciones para la industria, los consumidores y el medio ambiente.
“La mayor parte de nuestro plástico de un solo uso proviene de envases de alimentos, por lo que este tipo de opciones deberían explorarse más a fondo y sumarse a la revolución de la economía circular para conservar los recursos”.
Aunque algunos plásticos se pueden reutilizar, en realidad muy pocos lo hacen. Alrededor del 60 % de todos los plásticos son de un solo uso y se estima que solo el 10 % se recicla, según un análisis publicado en Nature . Utilizado actualmente en miles de productos, se prevé que la producción de plástico siga aumentando de 2 millones de toneladas en 1950 a 475 millones de toneladas para 2022, el equivalente al peso de 250 millones de automóviles.
Referencia: “Explorando películas nanocompuestas poliméricas biodegradables para aplicaciones de envasado sostenible de alimentos” por Nikolay Estiven Gomez Mesa, Alis Yovana Pataquiva-Mateus y Youhong Tang, 12 de agosto de 2025, Polymers .
Fuente: https://scitechdaily.com/
