El mundo se enamoró de los plásticos porque son baratos, conveniente, ligero y duradero. Por estas mismas razones, los plásticos ahora están destrozando la Tierra.

Los químicos de la Universidad Estatal de Colorado han anunciado en la revista Ciencias otro gran paso hacia la ausencia de residuos, materiales sostenibles que algún día podrían competir con los plásticos convencionales. Dirigido por Eugene Chen, profesor del Departamento de Química, han descubierto un polímero con muchas de las mismas características que disfrutamos en los plásticos, como peso ligero, resistencia al calor, fuerza y ​​durabilidad. Pero el nuevo polímero, a diferencia de los plásticos de petróleo típicos, se puede convertir de nuevo a su estado original de molécula pequeña para una completa reciclabilidad química. Esto se puede lograr sin el uso de productos químicos tóxicos o procedimientos de laboratorio intensivos.

Los polímeros son una amplia clase de materiales caracterizados por largas cadenas de unidades moleculares repetidas llamadas monómeros. Los polímeros sintéticos de hoy incluyen plásticos, así como fibras, cerámica, cauchos revestimientos, y muchos otros productos comerciales.

El trabajo se basa en una generación anterior de un polímero químicamente reciclable que el laboratorio de Chen demostró por primera vez en 2015. Hacer la versión anterior requería condiciones extremadamente frías que habrían limitado su potencial industrial. El polímero anterior también tenía baja resistencia al calor y peso molecular, y, aunque parezca plástico, fue relativamente suave.

Pero el conocimiento fundamental obtenido de ese estudio fue invaluable, Chen dijo. Condujo a un principio de diseño para desarrollar polímeros de generación futura que no solo sean químicamente reciclables, pero también exhiben propiedades prácticas robustas.

El nuevo, La estructura polimérica muy mejorada resuelve los problemas del material de primera generación. El monómero se puede polimerizar convenientemente bajo condiciones ecológicas, condiciones industrialmente realistas:sin disolventes, a temperatura ambiente, con solo unos minutos de tiempo de reacción y solo una pequeña cantidad de catalizador. El material resultante tiene un alto peso molecular, estabilidad térmica y cristalinidad, y propiedades mecánicas que se comportan de manera muy similar a un plástico. Más importante, el polímero se puede reciclar a su original, estado monomérico en condiciones de laboratorio suaves, usando un catalizador. Sin necesidad de más purificación, el monómero se puede volver a polimerizar, estableciendo así lo que Chen llama un ciclo de vida circular de los materiales.

Esta pieza de química innovadora tiene a Chen y sus colegas emocionados por un futuro en el que nuevos, plásticos verdes, en lugar de sobrevivir en vertederos y océanos durante millones de años, se puede colocar simplemente en un reactor y, en lenguaje químico, despolimerizados para recuperar su valor, lo que no es posible para los plásticos de petróleo actuales. De vuelta a su punto de partida químico, el material podría utilizarse una y otra vez, redefiniendo por completo lo que significa "reciclar".

"Los polímeros se pueden reciclar y reutilizar químicamente, en principio, infinitamente "Dijo Chen.

Chen enfatiza que la nueva tecnología de polímeros solo se ha demostrado a escala de laboratorio académico. Todavía queda mucho trabajo por hacer para perfeccionar los procesos de producción de polímeros y monómeros pendientes de patente que él y sus colegas han inventado.

Con la ayuda de una subvención inicial de CSU Ventures, los químicos están optimizando su proceso de síntesis de monómeros y desarrollando, nuevo, vías aún más rentables para tales polímeros. También están trabajando en problemas de escalabilidad en su configuración de reciclaje de monómero-polímero-monómero, al mismo tiempo que se investigan nuevas estructuras químicas para obtener materiales reciclables aún mejores.

"Sería nuestro sueño ver esta tecnología de polímeros químicamente reciclables materializarse en el mercado, "Dijo Chen.