Los plásticos se encuentran entre los materiales más exitosos de los tiempos modernos. Sin embargo, también crean un gran problema de residuos. Científicos de la Universidad de Groningen (Países Bajos) y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental (ECUST) en Shanghai produjeron diferentes polímeros a partir del ácido lipoico, una molécula natural. Estos polímeros se despolimerizan fácilmente en condiciones suaves. Alrededor del 87 por ciento de los monómeros pueden recuperarse en su forma pura y reutilizarse para fabricar nuevos polímeros de calidad virgen. El proceso se describe en un artículo que se publicó en la revista Importar el 4 de febrero.

Un problema con el reciclaje de plásticos es que generalmente da como resultado un producto de menor calidad. Los mejores resultados se obtienen mediante el reciclaje químico, en el que los polímeros se descomponen en monómeros. Sin embargo, esta despolimerización es a menudo muy difícil de conseguir. En el Centro de Investigación Conjunto Científico del Premio Nobel Feringa, una colaboración entre la Universidad de Groningen y ECUST, Los científicos desarrollaron un polímero que se puede crear y despolimerizar por completo en condiciones suaves.

Bloque de construcción perfecto

"Encontramos una manera de producir polímeros a partir de la molécula natural de ácido lipoico de una manera muy controlada, "explica Ben Feringa, Catedrático de Química Orgánica en la Universidad de Groningen. "Es una molécula hermosa y un bloque de construcción perfecto que fue creado por la naturaleza". La molécula tiene una estructura de anillo que incluye un enlace azufre-azufre. Cuando este lazo se rompe los átomos de azufre pueden reaccionar con los de otro monómero. "Este proceso se conocía antes, pero logramos encontrar una manera de controlarlo y crear polímeros largos ".

Material elástico

La molécula también tiene un grupo carboxilo, que reacciona fácilmente con iones metálicos. Estos pueden reticular los polímeros, lo que da como resultado un material elástico. Al disolver la molécula en agua con hidróxido de sodio y luego evaporar el agua, se produce una película de polímero más firme a través de enlaces iónicos. Como la polimerización se logra mediante enlaces reversibles, el material también es autocurativo, explica Feringa:"Cuando se corta, simplemente puede presionar los extremos juntos y se volverán a conectar en unos minutos ".

Polimerización reversible

La mayor parte del trabajo en el documento de Materiales fue realizado por Qi Zhang, primero como Ph.D. estudiante en ECUST en Shanghai y luego como investigador postdoctoral en la Universidad de Groningen. "El ácido lipoico es una pequeña molécula natural con una estructura elegante, ' él dice. "No tuvimos que hacer ningún tedioso rediseño del monómero para lograr una polimerización completamente reversible." Simplemente exponer los polímeros al hidróxido de sodio disuelve los polímeros en monómeros ". Al agregar un poco de ácido, los monómeros precipitan y pueden recuperarse. La calidad de estos monómeros reciclados es idéntica a la del material original ".

Reciclaje sin pérdida de calidad

"Nuestros experimentos muestran lo que es posible con estos monómeros, "agrega Feringa." Incluso podemos reciclar el material en monómeros varias veces, sin pérdida de calidad ". Sin embargo, Las aplicaciones industriales de este nuevo polímero están muy lejos. Feringa dice, "Esta es una prueba de principio. Ahora estamos realizando experimentos para crear polímeros con nuevas funcionalidades y para comprender mejor los procesos de polimerización y despolimerización". Es más, aunque el 87 por ciento de los monómeros ya se pueden recuperar, los científicos quieren acercarse lo más posible al cien por cien. "Nuestros experimentos demuestran que podemos producir, de forma controlada, duro y blando, polímeros elásticos que se pueden despolimerizar completamente, Feringa resume:"Esta molécula es realmente muy prometedora".