Plásticos comunes de bioplásticos
Los bioplásticos se pueden encontrar en todas partes, desde soportes para televisores y marcos de computadoras hasta pequeños adornos y bolsas de basura de cocina. Los productos químicos de plástico no solo brindan diversas comodidades a los seres humanos, sino que también les causan problemas inimaginables. Debido a que algunos plásticos de desecho no se degradan en condiciones naturales, la quema liberará gases nocivos y provocará una contaminación del medio ambiente ecológico que es difícil de controlar. Por ello, científicos de varios países han comenzado a desarrollar plásticos autodestructivos o autodisolventes que pueden descomponerse por sí solos para solucionar este problema. Algunas personas lo llaman plástico verde. Empresas de muchos países están lanzando sus propios plásticos bioautodestructivos. Los biólogos de la Universidad de Michigan en Estados Unidos propusieron por primera vez la idea de plantar plásticos biodegradables. Utilizan patatas y maíz como materias primas e implantan genes genéticos de plásticos para que puedan crecer bajo control artificial y producir bioplásticos que no contengan ingredientes nocivos. La empresa estadounidense Imperial Chemical Industries utiliza bacterias para fabricar plásticos biodegradables a partir de azúcares y ácidos orgánicos. El método es similar al proceso de fermentación utilizado para producir etanol, excepto que las bacterias utilizadas son Alcaligenes, que convierte el material de alimentación en un plástico llamado PHBV. Las bacterias acumulan este plástico como almacenamiento de energía, del mismo modo que los humanos y los animales acumulan grasa. Cuando el PHBV acumulado por las bacterias alcanza el 80% de su peso corporal, se utiliza vapor para reventar las células y recoger el plástico. El PHBV tiene propiedades similares al polipropileno. Este material es estable incluso en ambientes húmedos después de su eliminación, pero en presencia de microorganismos se degradará en dióxido de carbono y agua.
Microbiólogos de la Universidad de Göttingen en Alemania aislaron un gen específico de una bacteria para producir poliéster dentro de células vegetales. Este tipo de poliéster se puede utilizar para fabricar plásticos bioquímicos de origen vegetal. Este tipo de plástico se descompone en agua y dióxido de carbono bajo la acción de bacterias, por lo que estos desechos plásticos pueden usarse como fertilizante para plantas y devolverse a la naturaleza. Los científicos del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial de Japón utilizaron restos de cultivos agrícolas y forestales, como paja de soja, para fabricar películas agrícolas biodegradables. Otros científicos están experimentando añadiendo sustancias de almidón a los plásticos para que las bacterias que se alimentan de almidón los coman y desaparezcan lentamente.
Los plásticos biológicamente autodestructibles se utilizan ampliamente en aplicaciones médicas. Actúa como soporte entre los huesos durante la cirugía de fractura. A medida que el hueso sana, también se descompone gradualmente por sí solo. Para tratar las fracturas rotas, los médicos suelen utilizar tuercas y tornillos de acero inoxidable. Se utilizaron férulas y taladros para reparar los huesos rotos. La desventaja de este método es que requiere dos cirugías, una para implantar los materiales de acero inoxidable y otra para extraerlos. Los científicos holandeses inventaron un plástico que se descompone en dióxido de carbono y agua después de ser implantado en el cuerpo durante aproximadamente dos años. También existe un plástico bioautodestructible en forma de hilo que puede reemplazar los hilos quirúrgicos médicos tradicionales para suturar heridas. Este tipo de hilo quirúrgico plástico puede ser absorbido gradualmente por el cuerpo, eliminando la molestia de quitar los puntos. Además, las cápsulas medicinales hechas de plástico bioautodestructible se disolverán lentamente en el cuerpo y pueden controlar la velocidad a la que el fármaco ingresa a los vasos sanguíneos. Un nuevo tipo de bioplástico desarrollado en Shanghai. Su resistencia al calor ha mejorado enormemente, con una temperatura de distorsión por calor superior a 100 °C. Puede usarse ampliamente en vajillas desechables, suministros médicos desechables y otros aparatos desechables, embalajes de dispositivos electrónicos y otros productos, así como películas agrícolas, pesticidas y. fertilizantes materiales de liberación lenta, etc. campo agrícola.
Este nuevo bioplástico, poliéster biodegradable, utiliza un original proceso de producción y catalizador. Probado por el Centro Nacional de Inspección y Supervisión de Calidad de Productos Plásticos, su tasa de degradación alcanzó 62,1 después de 94 días, lo que cumple con la definición de plástico biodegradable de la norma nacional. Este bioplástico se puede mezclar con materias primas biológicas como el almidón en una determinada proporción para elaborar diversos insumos. Una vez desechados estos suministros, se convierten en "alimento" para los microorganismos del suelo, logrando así una descomposición inofensiva. Un equipo de investigación dirigido por Paul J. Dauenhauer de la Universidad de Massachusetts Amherst ha descubierto un nuevo método para producir plásticos de biomasa. Este método es de bajo costo y puede utilizar la mayor parte de la biomasa como materia prima con un alto rendimiento del 75%. una materia prima clave para los plásticos de biomasa), los resultados de la investigación se publicaron en la revista "ACS Catalysis" de la Sociedad Química Estadounidense.
El paraxileno se utiliza para fabricar plástico PET (tereftalato de polietileno), que se utiliza en muchos productos como botellas de refrescos, envases de alimentos, ropa sintética e incluso piezas de automóviles. Toda la industria del plástico utiliza petróleo como materia prima para producir paraxileno; el nuevo método puede producir este químico a partir de biomasa de forma renovable y luego producir productos plásticos marcados con la marca triangular de reciclaje "1#". Este método utiliza tamices moleculares como catalizadores para convertir glucosa en paraxileno mediante una reacción de tres pasos en un biorreactor de alta temperatura. Dado que la nanoestructura del catalizador tiene una gran influencia en el efecto de la reacción biológica, este catalizador especialmente diseñado es la clave del éxito. Ha sido sometido a una serie de optimizaciones y mejoras para promover la reacción del paraxileno y aumentar el rendimiento. Este es un avance importante porque otros métodos de producción de paraxileno renovable son costosos (como la fermentación) o tienen reacciones ineficientes y bajos rendimientos del producto. En el futuro, este método podrá optimizarse aún más para aumentar el rendimiento de paraxileno y reducir los costes. Este descubrimiento supone un gran avance en la investigación del Centro de Catálisis para Energías Innovadoras (CCEI) sobre la producción de biocombustibles y productos químicos a partir de biomasa lignocelulósica.