Profesores de química han desarrollado dos métodos para crear nuevos materiales utilizando proteínas y textiles respectivamente.
Como el primero de los dos experimentos, Charles Kumar, profesor emérito de química de la Universidad de Connecticut (UConn), trabajó con proteínas naturales que se convierten en materiales similares al plástico y una sustancia química para unir las moléculas de proteínas.
Otro experimento utilizó proteínas reforzadas con fibras naturales como el algodón.
El primer experimento implica el proceso de unión que forma un dímero o una molécula formada por dos proteínas. A este dímero se le une otro dímero para formar un tetrámero que se multiplica hasta convertirse en una gran molécula 3D. Es la molécula 3D lo que lo hace único. La mayoría de los polímeros sintéticos son cadenas lineales.
El material de Kumar puede biodegradarse porque está hecho de proteínas y una sustancia química bioligante, similar a las proteínas vegetales y animales. Los enlaces son enlaces amida, que Kumar hizo en la primera fase del experimento de dos partes.
«La naturaleza desnaturaliza las proteínas cortando los enlaces amida en ellas», dijo Kumar a Yukon Writers este mes.
Y añadió: «Tenemos los mismos enlaces amida en nuestro material, por lo que las enzimas que funcionan en biología también deberían actuar en el material y biodegradarlo de forma natural».
Los materiales se pueden adaptar mediante química para aplicarlos a una variedad de aplicaciones específicas. La novedosa estructura 3D permite que el polímero se comporte como plástico y, al igual que las proteínas que lo componen, pueda cambiar de forma y plegarse.
La inmersión en una solución ácida degrada el material en unos pocos días. Se están realizando investigaciones para determinar qué sucede con el material cuando se entierra en el suelo, como muchos plásticos posconsumo.
Los investigadores descubrieron que el material a base de proteínas podría usarse en lugar de una variedad de productos potencialmente perecederos, como tapas de tazas de café y películas transparentes. También se puede utilizar para tejas resistentes al fuego o elementos más sofisticados como puertas de automóviles, puntas de conos de cohetes o válvulas cardíacas. Los próximos pasos incluyen probar otras propiedades como la fuerza o la flexibilidad y la toxicidad.
«No podemos arrojar al medio ambiente materiales que sean tóxicos», dice Kumar. «Tenemos que dejar de hacer eso y tampoco podemos utilizar materiales derivados de combustibles fósiles».
La segunda fase del experimento utilizó el mismo principio pero en lugar de solo proteínas, utilizó proteínas reforzadas con fibras naturales como el algodón. Adike Damilola, estudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio, ha desarrollado varios productos utilizando compuestos de tela proteica cuyas fibras textiles actúan como agentes aglutinantes para las proteínas, sustancias químicas utilizadas en los plásticos a base de proteínas, en lugar de Kumar. Espera que este tipo de compuestos se biodegraden sin producir residuos tóxicos.
Kumar dijo que esto encajaría perfectamente con la industria de la moda rápida, que es responsable de una gran parte de los 92 millones de toneladas de desechos textiles que se generan cada año. Cada año se generan alrededor de 400 millones de toneladas de desechos plásticos en todo el mundo, y entre 19 y 23 millones de toneladas llegan a los ecosistemas acuáticos, según la Universidad de Connecticut.
«Estamos generando una gran cantidad de residuos textiles cada año debido a los rápidos cambios de la industria de la moda», dijo Kumar a un periodista de Yukon. «Entonces, ¿por qué no utilizar esos residuos para fabricar materiales útiles? Convertir los residuos en riqueza».
El equipo de Kumar hasta ahora sólo ha trabajado con algodón, pero comenzará a experimentar con otras fibras como el yute o el cáñamo debido a las propiedades químicas que comparte con el algodón. Los Servicios de Comercialización de Tecnología (TCS) de UConn han presentado patentes provisionales para ambas nuevas tecnologías. Kumar espera encontrar actores de la industria que puedan ayudar a llevar este éxito al mercado.
