El impactante método científico para convertir residuos plásticos en material clave para la medicina y la alimentación

Los residuos plásticos son uno de los mayores problemas ambientales de nuestro tiempo. Cada año, se producen más de 300 millones de toneladas de plástico en el mundo, y sólo una pequeña parte se recicla. El resto acaba en vertederos, incineradoras o en el medio natural, donde tarda cientos de años en degradarse y contamina el suelo, el agua y el aire.

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Uno de los tipos de plástico más comunes y difíciles de reciclar es el polietileno, que se utiliza para fabricar bolsas, envases, botellas y otros productos. El polietileno es un polímero formado por largas cadenas de átomos de carbono e hidrógeno, que le confieren una gran resistencia y durabilidad. Sin embargo, estas mismas propiedades hacen que el polietileno sea muy inerte químicamente, es decir, que no reaccione fácilmente con otras sustancias. Además, su estructura simple y repetitiva dificulta su separación y transformación en otros compuestos.

Esta es la pregunta que se hizo un equipo de investigadores liderado por el profesor Shizhang Qiao, de la Universidad de Adelaida, en Australia. El profesor Qiao es catedrático de Nanotecnología y director del Centro de Materiales en Energía y Catálisis de la Escuela de Ingeniería Química. Su grupo se dedica a estudiar cómo diseñar y fabricar materiales a escala nanométrica (mil millonésima parte de un metro) que puedan catalizar o acelerar reacciones químicas.

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En un reciente estudio publicado en la revista Science Advances , los investigadores presentan un novedoso método para reciclar residuos plásticos, utilizando una técnica llamada “fotocatálisis impulsada por luz”. La fotocatálisis consiste en utilizar la luz como fuente de energía para activar un material catalizador que pueda iniciar y dirigir una reacción química. En este caso, el material catalizador es un nanocompuesto formado por nanopartículas de oro y óxido de titanio, que se depositan sobre una lámina flexible de grafeno.

El proceso más sencillo de lo que parece. Se coloca el nanocompuesto sobre una capa de residuos plásticos triturados y se expone a la luz solar. La luz excita los electrones del nanocompuesto, que saltan al polietileno y rompen sus enlaces químicos. De esta forma, el polietileno se transforma en dos productos, el etileno y ácido propiónico.

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El etileno es un gas incoloro e inflamable que se utiliza como materia prima para fabricar polímeros como el polietileno o el PVC, así como otros productos químicos industriales. El ácido propiónico es un líquido incoloro e inodoro que tiene propiedades antisépticas y antibacterianas, lo que lo hace muy valioso en las industrias médica y alimentaria. Por ejemplo, se utiliza como conservante en alimentos y bebidas, como agente saborizante en productos lácteos y como ingrediente en medicamentos antiinflamatorios y antibióticos.

Lo más sorprendente del método desarrollado por los investigadores es su alta selectividad, ya que casi el 99% del producto líquido es ácido propiónico, lo que significa que hay menos subproductos que separar, lo que hace que el proceso sea más eficiente. Además, este enfoque no sólo es innovador, sino que también es respetuoso con el medioambiente, ya que utiliza energía solar renovable en lugar de combustibles fósiles utilizados tradicionalmente en procesos industriales que contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero.

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Este avance es significativo por varias razones. En primer lugar, porque aborda el problema medioambiental de los residuos plásticos y presenta un nuevo método práctico de reciclaje. En segundo lugar, porque contribuye al modelo de economía circular, un sistema que se basa en la reducción, reutilización, recuperación y reciclaje de los materiales y recursos, minimizando el desperdicio y el impacto ambiental. Y en tercer lugar, porque genera productos químicos de alto valor comercial que pueden tener múltiples aplicaciones en diferentes sectores.

El profesor Qiao y su equipo esperan que su investigación pueda inspirar a otros científicos y a la industria para desarrollar soluciones innovadoras y sostenibles para el problema de los residuos plásticos.

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