Científicos desarrollan un plástico 'vivo' que se autodestruye en 6 días sin dejar microplásticos

El uso de plásticos desechables representa un desafío ambiental considerable, ya que muchos de estos productos permanecen en el medio ambiente durante décadas o incluso siglos. En un esfuerzo por abordar esta problemática, investigadores han desarrollado un nuevo tipo de plástico denominado "plástico vivo", que se descompone de manera efectiva y rápida.

Este innovador material, como se detalla en un estudio publicado en ACS Applied Polymer Materials, incorpora microorganismos que se activan para degradar el polímero que lo compone. En este caso, el plástico vivo se descompone por completo en un plazo de seis días sin generar microplásticos, lo que representa un avance significativo en la búsqueda de soluciones sostenibles para los residuos plásticos.

El proceso de descomposición

Los investigadores, liderados por Zhuojun Dai, se plantearon la pregunta de si era posible integrar la degradación directamente en el ciclo de vida del material, dado que los plásticos convencionales persisten en el medio ambiente durante siglos. Para ello, diseñaron un sistema en el que microorganismos capaces de producir enzimas degradantes se incorporan al plástico.

El equipo utilizó Bacillus subtilis, un tipo de bacteria que puede generar dos enzimas que actúan en conjunto para descomponer el plástico. Una de estas enzimas corta las largas cadenas de polímeros en fragmentos más pequeños, mientras que la otra trabaja desde los extremos de estos fragmentos, descomponiéndolos aún más en sus bloques de construcción básicos.

En la investigación, los científicos combinaron esporas de B. subtilis con un polímero llamado policaprolactona, que se utiliza comúnmente en impresión 3D y suturas quirúrgicas. Al mantener las bacterias en forma de esporas, se protegieron hasta que el equipo estuvo listo para activar el proceso de degradación.

Para activar las esporas, se añadió un caldo nutritivo calentado a 50 grados Celsius. Esto permitió que las esporas se activaran y comenzaran a producir las enzimas. En solo seis días, el plástico se redujo a sus componentes básicos, gracias a la secuencia de acción de las enzimas, evitando la formación de microplásticos durante la descomposición.

Aplicaciones potenciales

Los investigadores demostraron una posible aplicación real al crear un electrodo plástico portátil a partir de este material vivo. El dispositivo funcionó como se esperaba y se degradó completamente en dos semanas después de su activación. Esto sugiere que los plásticos vivos podrían ser utilizados en productos que necesiten ser duraderos por un tiempo limitado, pero que no deban persistir después de ser desechados.

El equipo ahora aspira a desarrollar un método que active las esporas bacterianas en agua, un medio donde se acumula una gran parte de la contaminación plástica. Aunque los experimentos se centraron en un solo polímero, los investigadores creen que esta estrategia general podría adaptarse a otros materiales, incluidos aquellos utilizados en productos desechables.

Los autores del estudio agradecieron el financiamiento del National Key Research and Development Program of China, el Shenzhen Medical Research Fund, la National Natural Science Foundation of China, los Guangdong Natural Science Funds for Distinguished Young Scholars y el Shenzhen Science and Technology Program.

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