Desarrollan material biodegradable como alternativa al plástico

Un estudio liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña, España; demostró que el quitosano —un polímero natural obtenido de las cáscaras de gambas— puede transformarse en un material más robusto cuando se moja, el cual podría servir como potencial alternativa biodegradable al plástico. El análisis se publicó en Nature Communications.

Los investigadores incorporaron níquel, un oligoelemento presente en la naturaleza, a la estructura del quitosano. Tras formar láminas delgadas, comprobaron que el material incrementa su resistencia hasta un 50 % tras la inmersión en agua.

El mecanismo se basa en una red dinámica de enlaces reversibles que se reorganizan gracias a los iones de níquel y a las moléculas de agua. Esa reconfiguración permite absorber tensiones mecánicas imitando el comportamiento de ciertos tejidos biológicos.

Biológicamente puro

“El material sigue siendo biológicamente puro; es esencialmente la misma molécula que existe en los caparazones de insectos y hongos”, explicó el líder del trabajo, Javier Fernández. Esa pureza facilita su reintegración en los ciclos naturales sin generar residuos persistentes.

El descubrimiento se inspira en la cutícula de los artrópodos y en observaciones previas sobre la acción de metales en estructuras naturales. Según los autores, el agua se convierte aquí en un componente activo del sistema y deja de ser un enemigo de los biopolímeros. Fernández resume el principio como “un material en el que ser ‘blando’ a escala molecular lo hace más fuerte”.

El proceso de fabricación también incorpora un ciclo cerrado de níquel: el metal que no participa en la estructura se recupera durante la hidratación inicial y se reutiliza para producir nuevas tandas de material. El método logra así un uso del níquel del 100 %, sin generar residuos y con costes reducidos.

Escalabilidad

“Cada año, el mundo genera unas cien mil millones de toneladas de quitina, el equivalente a tres siglos de producción de plástico”, señaló el primer autor del estudio, Akshayakumar Kompa. La quitina es el compuesto del cual deriva el quitosano. Esa abundancia permitiría una fabricación distribuida y adaptada a recursos locales, desde restos de marisco hasta residuos orgánicos o subproductos fúngicos.

Aplicaciones en agricultura, artes de pesca y embalaje

Las primeras aplicaciones podrían presenciarse en agricultura, artes de pesca y embalaje, especialmente en contextos relacionados con el agua, donde se necesitan materiales biodegradables y resistentes.

El equipo también ha demostrado que el material puede formar recipientes estancos, como vasos o láminas de gran tamaño, lo que refuerza su potencial como sustituto de plásticos de un solo uso. Los investigadores creen que otros metales podrían generar efectos similares y ampliar la gama de biomateriales reforzados por hidratación.

T/SINC