Científicos del Instituto de Ciencia e Ingeniería de la Universidad de Kanazawa han desarrollado nuevas mezclas de solventes para romper la estructura resistente de la celulosa vegetal para la producción de bioetanol. Estos nuevos disolventes funcionan en condiciones suaves, tienen una toxicidad reducida y son más respetuosos con el medio ambiente en comparación con los disolventes disponibles actualmente. Este trabajo puede conducir a tecnologías mejoradas para la conversión de biomasa actualmente no utilizada en combustible.

Biocombustibles, como el etanol producido a partir de pasto varilla o caña de azúcar, puede permitirnos reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles no renovables. Sin embargo, el proceso de fabricación de biocombustibles generalmente requiere descomponer la celulosa de las plantas, que consta de largas cadenas de polímero, en moléculas de azúcar más pequeñas. Esta no es una tarea fácil, como lo ilustra lo poco apetitoso que nos parecen a los humanos la corteza de los árboles o los tallos de la hierba. La celulosa tiene una compleja red de enlaces de hidrógeno, lo que lo hace extremadamente resistente a los productos químicos. Los métodos actuales para procesar la celulosa se basan en condiciones de reacción duras y productos químicos tóxicos.

Ahora, Los científicos de la Universidad de Kanazawa han utilizado una clase especial de moléculas llamadas "zwitteriones" para crear disolventes novedosos con la capacidad de disolver la celulosa. Los iones híbridos son especiales porque tienen una carga tanto positiva como negativa, pero en diferentes lugares de la molécula para que no puedan neutralizarse entre sí. Estas cargas son muy eficaces para romper los enlaces de hidrógeno y evitar que la celulosa se descomponga. "Debido a que casi todos los iones híbridos son sólidos en condiciones normales de reacción, nuestros experimentos utilizaron mezclas eutécticas, "explica el primer autor Gyanendra Sharma. Un sistema eutéctico es una mezcla de sustancias con un punto de fusión más bajo que el de sus partes constituyentes. Esto se logra mediante el uso de moléculas con diferentes estructuras, por lo que los cristales regulares son más difíciles de formar.

En estos experimentos, el equipo mezcló cuatro zwitteriones diferentes en varias proporciones. Encontraron 22 combinaciones que eran líquidas por debajo de los 100 ° C. De estos, dos mezclas también resultaron muy eficaces para disolver la celulosa. "Nuestro trabajo muestra que es posible reemplazar muchas de las sustancias químicas tóxicas que se utilizan en la actualidad por alternativas más respetuosas con el medio ambiente a medida que avanzamos hacia un ecosistema de energía más renovable". ", dice el autor principal Kosuke Kuroda. Esta investigación demuestra el potencial de usar combinaciones de iones híbridos para crear mezclas con propiedades que no posee ninguna molécula individualmente.

El trabajo fue publicado en Polímeros de carbohidratos .