Crean un plástico que se programa para degradarse en días

Un equipo de químicos de la Universidad de Rutgers (Estados Unidos) desarrolló una técnica que podría cambiar para siempre la forma en que producimos y descartamos plásticos: un material capaz de degradarse justo después de cumplir su función, sin importar cuánto tiempo se lo utilice. El avance se inspira en el mecanismo natural que permite a polímeros como el ADN o el ARN descomponerse con facilidad, una capacidad que los plásticos sintéticos tradicionales no tienen.

La durabilidad -el rasgo que convirtió al plástico en un material indispensable para la humanidad- es también su mayor problema. Sus restos ya se encuentran en los puntos más inaccesibles del planeta: desde las profundidades de las Fosas Marianas hasta la nieve del Everest. Está presente en el agua que bebemos, en los alimentos que consumimos e incluso en el aire. Investigaciones recientes hallaron microplásticos en órganos humanos como el pulmón, el hígado, el riñón o el cerebro, lo que podría estar relacionado con un abanico inquietante de enfermedades.

Aunque existen alternativas biodegradables, como los bioplásticos derivados de almidón de maíz o caña de azúcar, sus costos de producción siguen siendo demasiado altos para expandirse de manera masiva. Por eso, la búsqueda del “plástico del futuro” continúa.

El hallazgo de los investigadores de Rutgers, publicado en Nature Chemistry, nació de una observación cotidiana. Mientras caminaba por el Bear Mountain State Park, al norte de Nueva York, el profesor Yuwei Gu notó varias botellas tiradas en el suelo y se preguntó por qué los polímeros biológicos -presentes en proteínas, ADN, ARN o celulosa- nunca se acumulan en la naturaleza, a diferencia de los plásticos sintéticos.

Ese cuestionamiento derivó en la creación de un material que puede descomponerse fácilmente y cuyo tiempo de vida útil puede regularse ajustando la estructura de ciertos aditivos químicos. “La idea era simple: copiar a la naturaleza para lograr el mismo resultado. Pero ver que funcionó fue increíble”, explicó Gu. Según el investigador, esta tecnología es especialmente prometedora para plásticos que necesitan una degradación controlada en cuestión de días o meses, como envases alimentarios y productos de consumo de corta duración.

Cómo funciona

La clave que diferencia a los polímeros naturales de los sintéticos está en su estructura química. Los naturales cuentan con “grupos vecinos”, elementos que facilitan su degradación al activar reacciones internas -ataques nucleofílicos- que rompen los enlaces de las cadenas. En los plásticos sintéticos, en cambio, este mismo proceso consume muchísima más energía.

Para salvar esa brecha, Gu y su equipo diseñaron versiones artificiales de esos grupos vecinos y las incorporaron a nuevos tipos de plásticos. El mecanismo es similar a doblar una hoja antes de rasgarla: ese “pliegue” interno permite que el material se rompa muchísimo más rápido. Gracias a esta ingeniería molecular, el plástico puede fragmentarse miles de veces más velozmente que uno convencional.

Lo interesante es que, pese a degradarse con facilidad cuando se activa el proceso, su estructura básica se mantiene intacta durante su uso, conservando resistencia y utilidad hasta que el usuario decide desecharlo. “Descubrimos que la disposición exacta de esos grupos vecinos altera de manera drástica la velocidad de degradación”, explica Gu. Al controlar su orientación, lograron que el plástico empiece a descomponerse por sí solo en cuestión de días a temperatura ambiente. Una vez roto, las largas cadenas se convierten en pequeños fragmentos que podrían reutilizarse para fabricar nuevos materiales o disolverse de forma segura.

Los pasos antes de llegar al mercado

Aunque el avance es prometedor, los investigadores aclaran que aún quedan desafíos antes de una aplicación comercial. Tras la degradación, los plásticos se transforman en un líquido compuesto por fragmentos poliméricos, y es necesario demostrar con mayor certeza que esta mezcla no es tóxica para el ambiente. Si bien las pruebas iniciales son alentadoras, Gu advierte que se requiere más investigación para confirmarlo.

Otro obstáculo es la dependencia de la luz. Si bien la luz solar basta para activar la degradación, también puede usarse radiación ultravioleta como “interruptor”. El problema: el material todavía no puede descomponerse en la oscuridad, lo que lo volvería persistente si es enterrado o cubierto. Esto limita su uso para productos que deben durar décadas, como materiales de construcción.

El equipo también trabaja en adaptar su proceso a plásticos convencionales y a las líneas de producción actuales, y en explorar aplicaciones adicionales, como cápsulas capaces de liberar medicamentos de forma controlada.

“Este desarrollo no solo abre la puerta a plásticos ambientalmente más responsables; también amplía las herramientas para diseñar materiales inteligentes y reactivas”, señala Gu. “Nuestra estrategia ofrece una vía práctica, basada en la química, para crear plásticos que funcionen con normalidad durante su vida útil, pero que luego se descompongan de manera natural”, concluye.