Un nuevo enfoque para la producción de plástico, inspirado en la degradación natural del ADN y las proteínas, podría revolucionar la vida útil de los polímeros sintéticos, según una investigación de la Universidad de Rutgers. El equipo de científicos, dirigido por el químico Yuwei Gu, desarrolló plásticos que mantienen la durabilidad durante el uso, pero que pueden ser activados para degradarse naturalmente después de su propósito previsto.

El avance, detallado en un estudio reciente, permite un control preciso sobre la tasa de degradación, que va desde días hasta años, y puede iniciarse mediante luz o señales químicas simples. La inspiración de Gu surgió mientras caminaba en Bear Mountain State Park, donde observó el marcado contraste entre los residuos plásticos persistentes y la descomposición natural de los materiales orgánicos. Esta observación lo llevó a explorar la imitación de las características estructurales de los polímeros naturales en los plásticos sintéticos.

"La clave es incorporar enlaces químicos específicos que sean susceptibles a la descomposición bajo ciertas condiciones", explicó Gu. "Al diseñar cuidadosamente estos enlaces, podemos controlar cuándo y cómo se degrada el plástico". Este control se logra incrustando moléculas de "activación" específicas dentro de la estructura del plástico. Estas moléculas, cuando se exponen a un estímulo específico, inician una cascada de reacciones que descomponen las cadenas de polímeros.

Las implicaciones de esta tecnología son de gran alcance, y podrían impactar en varios sectores, desde el envasado de alimentos hasta la administración de medicamentos. Los plásticos actuales, diseñados para la longevidad, contribuyen significativamente a la contaminación ambiental debido a su resistencia a la degradación natural. Este nuevo enfoque ofrece una solución mediante la creación de plásticos que son duraderos cuando es necesario, pero que pueden programarse para descomponerse de forma segura y eficiente.

El desarrollo también aborda las preocupaciones sobre la contaminación por microplásticos. A medida que los plásticos convencionales se descomponen, a menudo se fragmentan en partículas diminutas que persisten en el medio ambiente y pueden entrar en la cadena alimentaria. La nueva tecnología tiene como objetivo mitigar esto asegurando que el plástico se degrade en subproductos inofensivos.

El concepto de "degradación programable" no es del todo nuevo, pero el enfoque del equipo de Rutgers ofrece un avance significativo en términos de control y versatilidad. Los intentos anteriores a menudo se basaban en condiciones extremas, como altas temperaturas o productos químicos agresivos, para iniciar la degradación. Este nuevo método permite activadores más suaves y respetuosos con el medio ambiente.

Los siguientes pasos implican ampliar el proceso de producción y probar los plásticos en aplicaciones del mundo real. Los investigadores también están explorando el uso de la IA y el aprendizaje automático para optimizar el diseño de estos plásticos degradables. Al entrenar modelos de IA en vastos conjuntos de datos de estructuras químicas y vías de degradación, esperan acelerar el descubrimiento de materiales nuevos y mejorados.

"Creemos que la IA puede desempeñar un papel crucial en la identificación de las combinaciones óptimas de monómeros y activadores para aplicaciones específicas", dijo un miembro del equipo de investigación. "Esto nos permitirá adaptar las propiedades de degradación del plástico para satisfacer los requisitos únicos de diferentes industrias".

La investigación ha atraído la atención de los sectores académico e industrial, con posibles colaboraciones en el horizonte. El equipo espera que esta tecnología allane el camino para un futuro más sostenible, donde los plásticos ya no sean una carga ambiental persistente.