Los investigadores han desarrollado una forma de hacer que un tipo de material plástico sea más sostenible y menos propenso a desechar microplásticos peligrosos.
La investigación ha identificado una forma más segura de unir aditivos químicos de cloruro de polivinilo (PVC).
El plástico PVC, que se encuentra en todo, desde juguetes, materiales de construcción y envases médicos, es actualmente el tercer plástico más utilizado en todo el mundo. A pesar de su uso generalizado, el PVC puro es quebradizo y sensible al calor, y los fabricantes sólo pueden utilizarlo después de estabilizar sus propiedades con otros productos químicos.
Sin embargo, estos aditivos, o plastificantes, son sólo una solución a corto plazo para estabilizar el PVC. Con el tiempo, los plastificantes se filtran del plástico, lo que permite que el material se convierta en microplásticos y compuestos orgánicos potencialmente peligrosos. Ahora, un equipo dirigido por Christo Sevov, investigador principal del estudio y profesor asociado de química y bioquímica en la Universidad Estatal de Ohio, ha descubierto que el uso de electricidad para unir permanentemente estos aditivos químicos puede prevenir reacciones no deseadas.
“En lugar de mezclar esos productos químicos, nuestro método implica unir químicamente el compuesto plastificante directamente al PVC injertándolo en la columna vertebral del polímero”, dijo Sevov.
Modificar las moléculas de PVC de esta manera les permite volverse más duraderas y resistentes a los cambios químicos, lo que eventualmente conduce a materiales con propiedades más fuertes.
“Este es realmente uno de los pocos ejemplos que tenemos en los que hay tanto control sobre el cambio de las propiedades del PVC”, dijo Sevov. “Así que el primer paso es modificar de forma controlada el PVC para darle las propiedades que le interesan, ya sea duro, elástico o blando”.
El equipo se topó con algunos desafíos; Las modificaciones de polímeros sintéticos a menudo fallan porque las reacciones se desarrollaron originalmente para análogos de moléculas pequeñas, no para análogos de moléculas grandes como el PVC puro. Para solucionarlo, los investigadores optimizaron el catalizador utilizado en su proceso y, mediante prueba y error, lograron superar los problemas que surgen al editar moléculas de gran tamaño.
El estudio fue publicado recientemente en la revista química.
Más allá del salto en bioquímica, el trabajo del equipo también tiene implicaciones para el medio ambiente, ya que poner un límite a la rapidez con la que el plástico se degrada podría hacer mucho para prevenir la liberación de microplásticos (pequeños trozos de desechos plásticos) en nuestro medio ambiente.
Hoy en día, los científicos saben que estas partículas, que contaminan el aire, el agua y nuestro suministro de alimentos, son dañinas tanto para los humanos como para la vida silvestre. La persona promedio probablemente ingiere entre 78.000 y 211.000 de estas partículas cada año.
Pero a medida que los expertos comienzan a comprender los efectos a largo plazo que los microplásticos tienen en la Tierra, los bioquímicos se apresuran a encontrar formas de eliminarlos de la vida cotidiana, dijo Sevov.
“Muchos químicos están centrando sus esfuerzos en estudiar moléculas grandes y desarrollar nueva química para reciclar, reciclar y modificar polímeros conocidos”, dijo. Por ejemplo, intentar reciclar productos de PVC puede degradar aún más el material debido a las altas temperaturas que se necesitan para convertir el plástico en otra cosa, por lo que el proceso no es muy eficiente.
Pero usando el método de Sevov, “potencialmente se puede reutilizar el material muchas, muchas más veces, antes de que realmente comience a desintegrarse, mejorando su vida útil y su reutilización”, dijo.
En el futuro, si se pueden ampliar de manera confiable los esfuerzos para reparar las fugas de PVC, habrá más control sobre qué materiales son seguros para los consumidores, algo que el estudio enfatiza que, en este momento, solo es posible con su enfoque.
“No hay mejor manera de realizar la conversión de PVC comercial que a la escala necesaria porque es un proceso enorme”, afirma Sevov. “Aún queda un largo camino por recorrer antes de que podamos resolver la situación de los microplásticos, aunque ahora hemos sentado las bases sobre cómo hacerlo”.
Otros coautores del estado de Ohio incluyen a Jordan LS Jakasi, Valmuri Srivardhan, Blaise L. Truesdale y Elizabeth J. Incluye delirios. Este trabajo fue apoyado por el Programa de Investigación de Carrera Temprana del Departamento de Energía.