No todas las noticias sobre el plástico en el océano son las que esperamos. De hecho, puede que no sea tan malo como se pensaba inicialmente. Esta es una información muy bienvenida ya que estamos celebrando la Semana Nacional de la Ciencia con el tema de los océanos.

Recientemente, una investigación dirigida por un científico de ANSTO ha descubierto que la degradación estructural del plástico en el océano facilita su entrada en el ciclo natural del carbono de manera eficiente como dióxido de carbono.

La investigación fue una investigación de la fragmentación de envases en microplásticos en el océano.

El trabajo no disminuye la seria amenaza para la vida silvestre de los grandes envases, pero extrae importantes conclusiones sobre los factores que determinan la vida útil de los plásticos en el medio ambiente.

El estudio fue dirigido por el Dr. Chris Garvey (Científico de Instrumentos del Centro Australiano de Dispersión de Neutrones de ANSTO). Chris es actualmente miembro del Instituto Lund de Ciencias Avanzadas de Neutrones y Rayos X mientras trabaja en la Universidad de Malmö en Suecia.

El trabajo aporta una comprensión importante de los mecanismos físicos a escala molecular que permiten la fragmentación de los plásticos en el océano.

"Residuos de celulosa, incluyendo cartón y papel, entra en el ciclo del carbono mediante un proceso bien entendido. En los últimos años los plásticos, y en particular polietileno, que se originan a partir de combustibles fósiles, han sustituido al papel como material de barrera para el embalaje. Es importante comprender cómo este carbono, de un estanque de fósiles, entra en el ciclo del carbono, "dijo Garvey.

Obviamente, con la exposición a la luz solar ultravioleta y al oxígeno en el océano, el plástico comienza a volverse quebradizo. agrietarse y romperse en pedazos más pequeños.

Garvey y sus asociados querían conocer el proceso a escala molecular que conduce a la fragilización y si estos procesos ralentizan o aceleran la degradación química de los plásticos.

Los microplásticos utilizados en los experimentos incluyeron muestras que se recolectaron en las aguas tropicales del Caribe como parte del giro del Atlántico.

Estas muestras se compararon con piezas de plástico desgastadas ligeramente más grandes de la misma fuente y muestras nuevas que eran la fuente correspondiente de las piezas desgastadas.

Los microplásticos, que tenían aproximadamente un milímetro de tamaño, llevaban mucho tiempo en el agua, pero no hay forma de saber cuándo entraron al océano, salvo que representan una fragmentación significativa del embalaje original.

Sin embargo, sondas con técnicas analíticas, especialmente la dispersión Raman y de rayos X pequeños y anchos, identificaron cambios importantes en la microestructura.

Plástica, en este ejemplo, polietileno, consisten en moléculas extremadamente largas que abarcan muchas capas de capas alternas de cadenas de polímeros cristalinos que forman una estructura de laminillas.

Esta es la estructura normal del polietileno producido por moldeo por inyección que se utiliza para el envasado.

La tendencia natural de las moléculas de cadena larga es la cristalización y este proceso se ve frustrado por el entrelazamiento de las cadenas poliméricas entre las laminillas cristalinas.

La radiación ultravioleta de la luz solar hace que se corten las cadenas. Esto tiene implicaciones para la principal vía de degradación que finalmente convierte las cadenas de polímero en dióxido de carbono.

"Esto libera el paro cinético, por lo que el polímero comienza a cristalizar lentamente de nuevo y este proceso de cristalización interrumpe la estructura de laminillas, "explicó Garvey.

"Cuando se rompe la laminilla, ya no es una barrera tan eficaz y el oxígeno puede difundirse más fácilmente en ella, " él dijo.

En el estudio del polietileno de diferentes envases, La dispersión de rayos X de gran angular proporcionó una indicación de la fragmentación a nanoescala de las capas cristalinas y un aumento en la fracción de polímero cristalino.

La dispersión de rayos X de ángulo pequeño demostró la pérdida de las capas alternas de polímero amorfo y cristalino. La dispersión Raman de baja frecuencia reveló pocos cambios en el grosor de la laminilla durante la degradación.

La barrera continua de las laminillas cristalinas, y su barrera a la difusión del oxígeno en el plástico, se reemplaza con nano-dominios fragmentados que deberían proporcionar una barrera menos eficaz a la penetración de oxígeno en el plástico.

Este cambio cataliza aún más la degradación adicional del material por oxidación.