Transformando residuos plásticos en materiales de alto rendimiento
Los investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía han desarrollado un nuevo método para reciclar plásticos desechados y convertirlos en materiales de alto rendimiento. Este enfoque innovador no solo mejora las propiedades de los plásticos reciclados, sino que también tiene el potencial de transformar el futuro económico y ambiental de la gestión de residuos plásticos.
Se desechan aproximadamente 450 millones de toneladas de plástico en todo el mundo, de las cuales solo un 9 % se recicla cada año . Los procesos de reciclaje tradicionales degradan la calidad de los plásticos con el tiempo, lo que limita su reutilización y valor. Sin embargo, la técnica de edición de polímeros de ORNL aborda estos desafíos reorganizando con precisión los componentes básicos moleculares de los polímeros para crear nuevas macromoléculas de alto valor.
«No se trata del típico escenario de ‘fundir y esperar que todo salga bien'», explicó Jeffrey Foster, el investigador principal. «En lugar de degradar los polímeros, estamos editando su estructura molecular para mantener y mejorar su rendimiento».
La ciencia detrás de la edición de polímeros
Los investigadores emplearon procesos avanzados de metátesis, incluida la polimerización por metátesis por apertura de anillo y la metátesis cruzada . Estos procesos rompen y reforman los enlaces dobles en las cadenas de carbono de los polímeros, lo que permite la incorporación de nuevas subunidades moleculares. El método comienza disolviendo polímeros de desecho, como el polibutadieno blando de los neumáticos y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) utilizado en productos de consumo, en un disolvente y realizando reacciones químicas a una temperatura baja de 40 °C.
Un catalizador de rutenio impulsa la reacción, lo que facilita la formación de cadenas de polímeros duraderas con propiedades personalizadas. Esta precisión permite la creación de plásticos que son más suaves, más elásticos o más duraderos que el material original, al tiempo que se conserva casi todo el material de partida, lo que permite lograr una alta economía de átomos.
Potencial económico y ambiental
El método de ORNL ofrece múltiples ventajas con respecto al reciclaje tradicional. Consume menos energía, genera menos emisiones y crea materiales con una funcionalidad mejorada. Además, esta tecnología podría ampliar la gama de polímeros reciclables, abordando flujos de residuos que antes se consideraban inutilizables.
“Este proceso podría tener un impacto significativo al conservar materiales y energía que de otro modo terminarían en los vertederos”, señaló Foster.
Los investigadores prevén ampliar la tecnología para reciclar una gama más amplia de polímeros e incluso crear materiales termoendurecibles de alto rendimiento, como resinas epoxi y poliuretano. Estos materiales, que suelen ser difíciles de reciclar debido a sus estructuras moleculares reticuladas, podrían reutilizarse para aplicaciones avanzadas.
Al aprovechar la edición de polímeros de vanguardia de ORNL, las industrias pueden acercarse a una economía circular, donde los desechos plásticos se convierten en un recurso en lugar de una carga . Con la capacidad de integrar la sostenibilidad y la rentabilidad, esta innovación ofrece esperanza para las empresas y el planeta.