Los plásticos afectan a muchas áreas de la vida moderna: campos como la medicina, la tecnología y la seguridad alimentaria serían irreconocibles sin los plásticos y sus propiedades útiles. Sin embargo, la rigidez de los plásticos, que a menudo es deseable, los convierte en contaminantes peligrosos y difíciles de reciclar. La solución a este grave y creciente problema es facilitar el reciclaje de los plásticos.
En un estudio publicado recientemente, el Dr. ciencia quimicaInvestigadores de la Universidad de Osaka han encontrado una manera de fabricar polímeros resistentes y de alto rendimiento, los componentes principales de los plásticos, que pueden descomponerse de manera fácil y precisa en sus componentes y reciclarse en componentes como nuevos.
Los componentes principales de los plásticos son moléculas llamadas polímeros, que son largas cadenas de pequeñas unidades repetidas llamadas monómeros. El reciclaje físico actual sólo reutiliza polímeros sin descomponerlos, y el plástico reciclado suele ser peor que el original. El reciclaje químico es un nuevo método que descompone las cadenas de polímeros en sus unidades monoméricas y luego vuelve a ensamblar las unidades. El plástico reciclado está como nuevo. Sin embargo, los polímeros diseñados para el reciclaje químico son generalmente débiles porque tienen enlaces débiles entre las unidades monoméricas que hacen que las cadenas sean más fáciles de romper.
Los investigadores han desarrollado una forma de fabricar polímeros resistentes y químicamente reciclables sin comprometer la resistencia química y al calor. Este avance podría ampliar enormemente el uso de polímeros químicamente reciclables.
El autor principal, Satoshi Ogawa, dijo: “Sabíamos que teníamos que hacer que los enlaces entre los monómeros fueran realmente fuertes en entornos hostiles, pero que se rompieran fácilmente en ciertas condiciones para el reciclaje”. “Nos sorprendió que nadie hubiera intentado incluir un grupo director, que sólo rompería los fuertes vínculos en presencia de un catalizador metálico”.
El grupo de indicadores es como un candado en el enlace, que solo abre el enlace si está presente la clave correcta. Los polímeros resistieron altas temperaturas y productos químicos agresivos, pero cuando llegó el momento del reciclaje, un catalizador de níquel actuó como una llave y el grupo director abrió fácilmente los enlaces, liberando los monómeros. Luego se puede volver a ensamblar el polímero original a partir de los monómeros.
“Este es un gran paso adelante en la creación de un polímero sólido que puede descomponerse y reciclarse de manera fácil y precisa en un material prístino en un paso tan pequeño”, explicó el autor principal Mamoru Tobisu. “Este diseño revolucionario se puede utilizar para producir polímeros de alto rendimiento que se pueden reciclar indefinidamente sin pérdida de calidad”.
El trabajo del equipo muestra que no tiene por qué haber un equilibrio entre rendimiento y reutilización. Su diseño podría usarse en muchos otros polímeros para reciclar químicamente muchos tipos de plástico, lo que podría ayudar a enviar la contaminación plástica a los botes de basura de la historia.