¿De veras quieren reemplazar al plástico?

Científicos alemanes inventaron hace un año una madera líquida, que, según ellos, podría reemplazar al plástico en casi todos los usos que se le da hoy en día. Norbert Eisenreich, del Instituto para Química Tecnológica de Pfinztal, dio con una sustancia llamada arboform, que no es otra cosa que madera líquida derivada de pulpa de madera y que puede ser mezclada con un amplio número de materiales para poder originar una alternativa no tóxica al plástico derivado de los hidrocarburos. Esta solución química, según sus creadores, podría reemplazar al plástico con la ventaja de formularlo con una fuente renovable, la madera.

Más recientemente, otros investigadores se están yendo más bien por los hidrogeles, que son sustancias que se caracterizan por su gran afinidad por el agua, misma que emplea para crecer su estructura y tener una apariencia sólida muy parecida a una gelatina.

Recientemente, investigaciones realizadas por los científicos de la Universidad de Tokio, en Japón, han derivado en el desarrollo de una mezcla de arcilla e hidrogel que, aseguran los científicos, intenta remplazar al plástico en un amplio número de aplicaciones.

Takuzo Aida, el responsable del equipo, mezcló unos pocos gramos de arcilla con agua en presencia de pequeñas cantidades de un agente espesante conocido como Poliacrilato de Sodio y un pegamento molecular orgánico (como los adhesivos de cola).

Este nuevo material consigue reemplazar a los plásticos por un producto de características similares pero con la ventaja de que cuando termine la vida útil del producto, se puede incorporar a la naturaleza de una forma mas rápida, y por lo tanto, resulta más amigable que los plásticos tradicionales.

El resultado final, es una mezcla compuesta aproximadamente por un 98% de agua, que forma un hidrogel transparente y elástico, con una resistencia mecánica lo suficientemente importante gracias a la incorporación de la arcilla y el adhesivo.

Esta es la primera de una serie de resinas sintéticas que quieren revolucionar la tecnología moderna, y ponerle un ultimátum a la “era del plástico”, que pasaría a llamarse “la era de los polímeros de hidrogel”, o algo por el estilo, ya que ambos son moldeables con sus respectivos cambios en la maquinaria de procesamiento, aunque las condiciones de calor y presión serían diferentes.

Cómo se hace

La tecnología se basa en que el agente espesante distribuye la arcilla en láminas delgadas, aumentando su superficie y permitiendo que el pegamento logre un mejor control sobre ella.

La arcilla fortalece el hidrogel desde un punto de vista mecánico, porque el polímero empleado en enlazar el agua con el gel, también se adhiere a la arcilla, y a otras cadenas de polímeros. Todos estos elementos se complementan, y el polímero forma un andamiaje o puente rígido sobre el que se apoyan las otras moléculas, creando un material sólido.

La resistencia del nuevo material proviene de la suma de las fuerzas que actúan entre las moléculas en las nanocapas de arcilla y pegamento, explica Aida, mismas que se puede reformular para modificar cualidades de flexibilidad y rigidez.

Estas fuerzas, llamadas “fuerzas supramoleculares”, son semejantes a la de los enlaces del hidrógeno y también ayudan a atrapar las moléculas de agua entre las láminas de arcilla. Algunos hidrogeles ensayados con anterioridad dependían de los enlaces químicos covalentes para obtener su resistencia.

Pero cuando se rompían los enlaces covalentes, el material perdía su rigidez irreversiblemente. En cambio, las fuerzas supramoleculares se pueden “regenerar” fácilmente, y si el material resulta dañado por el estrés mecánico puede recuperar rápidamente su resistencia original.

Craig Hawker, un científico de la Universidad de California que no participó en el estudio, afirma que “Uno de los principales avances de este material es la simplicidad general del procedimiento de fabricación, además de las excepcionales propiedades físicas que posee la estructura resultante”.

Al estar constituido básicamente por agua, barro y sólo un poco de polímero, el material resultante resulta ser muy amigable para la naturaleza.

En un artículo publicado en la revista Nature, Takuzo Aida explica que “para fortalecer el material simplemente basta con aumentar las cantidades de arcilla, poliacrilato de sodio y cola, siempre que la transparencia no sea importante”.