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Desarrolla UNAM plástico biodegradable a base de maíz y azúcares

Publicado por @Shinji_Harper el Lunes, 11 Enero 2010
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UNAM/Medio Ambiente

 

Oaxaca, México.- Una nueva generación de plásticos biodegradables se desarrolla en la UNAM. Derivados de fuentes orgánicas como el maíz y los azúcares, estos materiales no contaminan ni provienen del petróleo.

 

Sus características físicas y funcionales compiten con los plásticos convencionales, pero a diferencia de éstos, se degradan de forma natural en unos meses; con ello, se evitan los cientos de años que los empaques y bolsas permanecen en rellenos sanitarios, suelos y ríos, contaminando al planeta.

 

El proyecto para desarrollarlos está encabezado por Ángel Romo Uribe, doctor en Física e investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de esta casa de estudios, con sede en el campus Morelos. Se ensaya en el Laboratorio de Nanopolímeros y Coloides, que Romo fundó en 2003, cuando regresó a México después de una estancia de 15 años en Estados Unidos.

 

“La idea de desarrollar este proyecto surge de dos necesidades: detener la contaminación emanada de polímeros sintéticos y generar fuentes sustentables y renovables de compuestos orgánicos para generar polímeros, y así evitar la enorme dependencia del petróleo”, dijo.

 

El investigador Ángel Romo Uribe, del ICF.

El investigador Ángel Romo Uribe, del ICF.

A diferencia de los polímeros —moléculas de gran tamaño constituyentes de plásticos, que en su mayoría se producen en la industria petroquímica—, los biopolímeros tienen un origen orgánico como el maíz, la soya y elementos base como ADN y ARN, azúcares, proteínas y aminoácidos presentes en plantas y derivados como la madera y el algodón.

 

Romo Uribe comentó que la degradación de estos materiales depende de sus dimensiones físicas. “Una película delgada de ácido poliláctico de unas 20 micras de grosor se degradará en unos seis meses; piezas más gruesas tardarán más tiempo, pero nunca alcanzan los cientos de años que toman los polímeros sintéticos”.

 

Propiedades competitivas
Aunque se degradan en forma acelerada, los biomateriales son resistentes y pueden competir en el mercado con los plásticos convencionales.

 

“Sus propiedades físicas son comparables a las de los sintéticos; por ejemplo, el polihidroxibutirato (PHB) compite con el polipropileno (PP), pero a diferencia del PP, el PHB es biodegradable”, señaló.

 

Importante aporte de la UNAM con plático degradable a a base de maíz

Importante aporte de la UNAM con plático degradable a a base de maíz

El tamaño promedio de un polímero convencional como el poliestireno, puede variar desde 0.5, hasta 200 nanómetros. Un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro.

 

“Los nanopolímeros que estudiamos tienen dimensiones desde ocho nanómetros, en forma esférica, y de 250 nanómetros de diámetro y hasta miles de nanómetros de longitud en forma de fibra”, comentó Romo.

 

Una ventana de oportunidad está en el área biomédica, donde pueden usarse para hacer hilo de sutura, catéteres, prótesis y membranas que promueven el crecimiento de células y tejidos.
Su naturaleza orgánica favorece la rápida degradación de los materiales y evita el rechazo que a veces causan los sintéticos en los pacientes, añadió.

 

Técnicas de electro-hilado
En el laboratorio del Instituto de Ciencias Físicas de la UNAM, Ángel Romo y su equipo obtienen los biomateriales a escala nanométrica a partir de técnicas de electro-hilado, que consisten en la producción de fibras por aplicación de un campo eléctrico.

 

En este proyecto, colaboran con Michael Jaffe, del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey. Por parte del gobierno de México, cuentan con financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, y del gobierno de Estados Unidos, de la National Science Foundation.

 

Hacia biopolímeros inteligentes
En otra investigación, que de forma paralela realiza con la estadounidense Universidad de Syracuse, Romo trabaja en el desarrollo de polímeros biodegradables inteligentes.

 

“Son aquellos que responden a estímulos externos, como cambios de temperatura, de campos eléctricos o magnéticos, o de medio ácido o básico (PH). No es necesario que sean biodegradables, pero muchos lo son, porque esta característica abre muchas aplicaciones en el campo biomédico”, explicó.

 

En su laboratorio, trabaja en polímeros con memoria. “Estos materiales ‘recuerdan’ la forma que tenían antes de ser manipulados y pueden regresar a ella con un simple cambio de temperatura”, comentó el físico.

 

Para que un polímero responda a un estímulo como el calor o el frío, los científicos aprovechan las transiciones térmicas (o de fase) inherentes a cualquier material.

 

Actualmente, este proyecto del ICF cuenta con algunos biopolímeros con memoria de forma. “Estamos en proceso de estudiar sus propiedades físicas y establecer una correlación estructura-propiedades, el know-how, que es el que determina el desarrollo tecnológico”, comentó.

 

Las futuras aplicaciones de los biopolímeros inteligentes variarán según el estímulo al que respondan, y estarán en el área biomédica, en sensores inteligentes, sistemas de protección, procesos inteligentes, pinturas y sistemas electromecánicos, entre otros.

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