Los plásticos constituyen una de las mayores fuentes de contaminación en el planeta, persistiendo durante años en la tierra y en el agua. Sin embargo, un nuevo tipo de plástico basado en celulosa, recientemente detallado en la revista ACS Nano, podría marcar un cambio significativo en esta problemática. Investigadores han logrado desarrollar una variedad de plásticos estructuralmente coloreados a partir de ingredientes naturales biodegradables, como el ácido cítrico y la tinta de calamar, que igualan en resistencia a los plásticos tradicionales, pero que son fácilmente reciclables con agua.
La mayoría de los plásticos se tiñen con colorantes especializados, lo que dificulta su reciclaje mediante procesos convencionales. Con el tiempo, estos colorantes pueden desvanecerse o filtrarse al medio ambiente, poniendo en riesgo a la fauna. Una alternativa para reducir la dependencia de estos colorantes puede ser el fenómeno conocido como color estructural. Este fenómeno se produce cuando pequeñas estructuras dentro de un material reflejan ciertas longitudes de onda de luz, en lugar de depender de moléculas de colorante o pigmento. Este tipo de coloración es responsable de los vibrantes tonos de las plumas de los pavos reales y de las alas de las mariposas, y ciertos polímeros sintéticos también pueden exhibir color estructural.
Innovación en plásticos sostenibles
El hidroxi-propilcelulosa (HPC), un derivado de la celulosa comúnmente utilizado en alimentos y productos farmacéuticos, es un ejemplo de material que puede mostrar color estructural. En estado líquido, brilla en tonos iridiscentes; sin embargo, sus propiedades químicas han dificultado históricamente su conversión en un plástico sólido. Investigadores como Lei Hou y Peiyi Wu se propusieron ajustar la química del HPC para crear plásticos vibrantes, coloreados estructuralmente, que funcionaran tan bien como los plásticos derivados del petróleo y que fueran respetuosos con el medio ambiente.
Para ello, los investigadores incorporaron ácido cítrico, polvo de tinta de calamar y agua al polímero de HPC, lo que formó enlaces de hidrógeno adicionales dentro del polímero. Este proceso resultó en un material firme que se secó al aire a temperatura ambiente. El color final del material seco dependía de la cantidad de ácido cítrico añadido, lo que permitió la creación de versiones en azul, verde, naranja y rojo. La intensidad del color final también dependía de la cantidad de polvo de tinta de calamar presente.
Posteriormente, esta formulación líquida se imprimió en 3D para crear una variedad de formas, que incluyeron pequeñas estructuras, películas delgadas y figuras plegadas como molinillos y grúas de origami. Dado que los plásticos se disuelven en agua, el plástico basado en HPC original podía reformarse en nuevas formas tras ser seco nuevamente. Este plástico reciclado presentaba propiedades mecánicas que eran comparables o incluso superiores a las de muchos plásticos comerciales recién fabricados. Así, este trabajo proporciona una estrategia eficiente para desarrollar la próxima generación de plásticos sostenibles y libres de tintes.
Más información:
Xu Ma et al, Edible Structurally Colored Plastics, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05346
