Desde detergente líquido para ropa envasado en cartón hasta vasos de plástico compostables, Los productos de consumo en estos días están promocionando cada vez más sus orígenes sostenibles y renovables.

Ahora, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han creado un material derivado de conchas de cangrejo y fibras de árboles que tiene el potencial de reemplazar el empaque de plástico flexible que se usa para mantener los alimentos frescos.

El nuevo material, que se describe el 23 de julio en la revista Química e Ingeniería Sostenible ACS , se fabrica rociando múltiples capas de quitina de conchas de cangrejo y celulosa de árboles para formar una película flexible similar a la película de embalaje de plástico.

"El principal punto de referencia con el que lo comparamos es el PET, o tereftalato de polietileno, uno de los materiales a base de petróleo más comunes en los envases transparentes que se ven en las máquinas expendedoras y las botellas de refrescos, "dijo J. Carson Meredith, profesor de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de Georgia Tech. "Nuestro material mostró una reducción de hasta un 67 por ciento en la permeabilidad al oxígeno sobre algunas formas de PET, lo que significa que, en teoría, podría mantener los alimentos frescos por más tiempo ".

Celulosa, que proviene de las plantas, es el biopolímero natural más común del planeta, seguido de quitina, que se encuentra en los mariscos, insectos y hongos.

El equipo ideó un método para crear una película al suspender nanofibras de celulosa y quitina en agua y rociarlas sobre una superficie en capas alternas. Una vez que esté completamente seco, el material es flexible, fuerte, transparente y compostable.

"Hemos estado analizando nanocristales de celulosa durante varios años y explorando formas de mejorarlos para su uso en compuestos livianos, así como en envases de alimentos, debido a la enorme oportunidad de mercado de los envases renovables y compostables, y cuán importante será el envasado de alimentos en general a medida que la población siga creciendo, "Dijo Meredith.

El equipo de investigación también incluyó a Meisha Shofner, profesor asociado de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales y director ejecutivo interino del Instituto de Bioproductos Renovables, John R. Reynolds, profesor en las escuelas de Química y Bioquímica y Ciencia e Ingeniería de Materiales, y Chinmay Satam, estudiante de posgrado en Georgia Tech.

El equipo había estado investigando la quitina por una razón no relacionada cuando se preguntaron si podría tener uso en el envasado de alimentos.

"Reconocimos que debido a que las nanofibras de quitina están cargadas positivamente, y los nanocristales de celulosa están cargados negativamente, podrían funcionar bien como capas alternas en recubrimientos porque formarían una interfaz agradable entre ellos, "Dijo Meredith.

Los envases destinados a conservar los alimentos deben evitar el paso del oxígeno. Parte de la razón por la que el nuevo material mejora los envases de plástico convencionales como barrera de gas es la estructura cristalina de la película.

"Es difícil que una molécula de gas penetre en un cristal sólido, porque tiene que romper la estructura cristalina, ", Dijo Meredith." Algo como el PET, por otro lado, tiene una cantidad significativa de contenido amorfo o no cristalino, por lo que hay más caminos más fáciles de atravesar por una pequeña molécula de gas ".

Los ambientalistas han buscado durante mucho tiempo formas renovables de reemplazar los materiales a base de petróleo en los productos de consumo. Con la cantidad de celulosa ya producida y un suministro listo de subproductos ricos en quitina que quedan de la industria alimentaria de mariscos, Es probable que haya material más que suficiente disponible para hacer de las nuevas películas una alternativa viable de envasado flexible. Dijo Meredith.

Todavía, hay más trabajo por hacer. Para hacer que el nuevo material sea eventualmente competitivo con la película de embalaje flexible en costo, Será necesario desarrollar un proceso de fabricación que maximice la economía de escala. Adicionalmente, mientras que los procesos industriales para producir celulosa en masa están maduros, Los métodos para producir quitina están todavía en su infancia, Dijo Meredith. Y, También se necesita más investigación para mejorar la capacidad del material para bloquear el vapor de agua.