Las bacterias diseñadas pueden producir un modificador del plástico que hace que el plástico de origen renovable sea más procesable, más resistente a las fracturas y altamente biodegradable incluso en agua de mar. El desarrollo de la Universidad de Kobe proporciona una plataforma para la producción ajustable a escala industrial de un material que tiene un gran potencial para hacer que la industria del plástico sea ecológica.
El plástico es un sello distintivo de nuestra civilización. Se trata de una familia de materiales altamente conformables (de ahí el nombre), versátiles y duraderos, la mayoría de los cuales también son persistentes en la naturaleza y, por tanto, una importante fuente de contaminación. Además, muchos plásticos se producen a partir del petróleo crudo, un recurso no renovable.
Ingenieros e investigadores de todo el mundo están buscando alternativas, pero no se ha encontrado ninguna que presente las mismas ventajas que los plásticos convencionales y evite sus problemas. Una de las alternativas más prometedoras es el ácido poliláctico, que se puede producir a partir de plantas, pero es quebradizo y no se degrada bien.
Para superar estas dificultades, los bioingenieros de la Universidad de Kobe que trabajaron con Taguchi Seiichi, junto con la empresa de fabricación de polímeros biodegradables Kaneka Corporation, decidieron mezclar ácido poliláctico con otro bioplástico, llamado LAHB, que tiene una variedad de propiedades deseables.
Sobre todo, es biodegradable y se mezcla bien con el ácido poliláctico. Sin embargo, para producir LAHB, necesitaban diseñar una cepa de bacteria que produzca naturalmente un precursor, manipulando sistemáticamente el genoma del organismo mediante la adición de nuevos genes y la eliminación de los que interfieren.
En la revista ACS Sustainable Chemistry &Engineering , los investigadores ahora informan que pudieron crear una fábrica de plástico bacteriano que produce cadenas de LAHB en grandes cantidades, utilizando solo glucosa como materia prima. Además, también muestran que modificando el genoma podrían controlar la longitud de la cadena LAHB y, con ello, las propiedades del plástico resultante. De este modo pudieron producir cadenas de LAHB hasta diez veces más largas que con los métodos convencionales, que denominan "LAHB de peso molecular ultraalto".
Lo más importante es que al agregar LAHB de esta longitud sin precedentes al ácido poliláctico, los investigadores pudieron crear un material que exhibe todas las propiedades que buscaban. El plástico altamente transparente resultante es mucho mejor moldeable y más resistente a los golpes que el ácido poliláctico puro, y también se biodegrada en agua de mar en una semana.
Taguchi comenta sobre este logro y dice:"Al mezclar ácido poliláctico con LAHB, los múltiples problemas del ácido poliláctico se pueden superar de una sola vez, y se espera que el material modificado se convierta en un bioplástico ambientalmente sostenible que satisfaga las necesidades conflictivas de las necesidades físicas". robustez y biodegradabilidad."
Los investigadores, sin embargo, sueñan en grande. La cepa de bacterias que utilizaron en este trabajo puede, en principio, utilizar CO2 como materia prima. De este modo debería ser posible sintetizar plásticos útiles directamente a partir de los gases de efecto invernadero.
Taguchi explica:"A través de la sinergia de múltiples proyectos, nuestro objetivo es lograr una tecnología de biofabricación que vincule de manera efectiva la producción microbiana y el desarrollo de materiales".
Más información: Plataforma microbiana para la producción a medida de modificador de polilactida biodegradable:poliéster a base de lactato de peso molecular ultraalto LAHB, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2024). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c07662
Información de la revista: ACS Química e Ingeniería Sostenible
Proporcionado por la Universidad de Kobe
