Químicos de ETH Zúrich transforman residuos de poliolefinas en adhesivos industriales
Un método de injerto químico impulsado por la luz valoriza polietileno y polipropileno sin degradar sus esqueletos poliméricos.
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Químicos de ETH Zúrich han diseñado un proceso fotoquímico de una sola etapa que convierte bolsas y botellas de plástico desechadas en adhesivos de alta resistencia. El método aborda las poliolefinas, que representan cerca de la mitad de los 450 millones de toneladas métricas de plástico producidas cada año, y evita la calidad degradada del material típica del reciclaje mecánico convencional.
Activar cadenas de carbono inertes con luz
Las poliolefinas como el polietileno (PE) y el polipropileno (PP) consisten casi por completo en átomos de carbono e hidrógeno. Esta estructura sencilla carece de los sitios químicos reactivos necesarios para una descomposición química selectiva, lo que normalmente obliga a los recicladores a recurrir a la pirólisis, un proceso intensivo en energía que craquea los polímeros a altas temperaturas para convertirlos en materias primas de petróleo crudo. Según informa Interesting Engineering, el equipo de investigación dirigido por Tae-Lim Choi, profesor de química de polímeros en ETH Zúrich, ideó una alternativa que preserva el esqueleto polimérico original mientras une cadenas laterales químicas funcionales.
«Nuestro adhesivo es un producto de primera generación. En el futuro serán posibles plásticos con propiedades completamente nuevas.»
— Tae-Lim Choi, profesor de química de polímeros en ETH Zúrich
Una reacción de una sola etapa sin catalizadores costosos
El proceso químico disuelve residuos plásticos en un disolvente clorado antes de exponer la mezcla a luz de onda corta. Esta iluminación genera radicales de cloro reactivos que activan átomos de carbono específicos a lo largo de la cadena polimérica sin romper el esqueleto. Estos sitios activados sirven de anclaje donde los químicos pueden injertar nuevas cadenas poliméricas portadoras de funcionalidades a medida, incluidos grupos ácidos, básicos o atrayentes de agua. La reacción no requiere temperaturas de operación elevadas ni catalizadores metálicos costosos, y los investigadores ajustan la densidad de injerto modulando la cloración del disolvente y la longitud de onda de la luz. El material resultante une madera, vidrio y metales con resistencia suficiente para componentes portantes en la fabricación de vehículos.
Protección por patente y pruebas industriales
Reconociendo el potencial comercial de la invención química, la universidad aseguró cobertura de propiedad intelectual. ETH Zúrich presentó una solicitud de patente que cubre la técnica de injerto y nominó la solicitud para su Spark Award anual, una iniciativa que distingue las invenciones comerciales más prometedoras de la institución. Desde la publicación de la patente hace seis meses, el grupo de investigación ha comenzado a probar formulaciones con socios industriales externos. Más allá de los adhesivos, miembros del equipo como el científico sénior Hongsik Kim señalan que el material injertado puede actuar como aglutinante estructural para reforzar plásticos reciclados de menor calidad, impulsando la sostenibilidad de los materiales en las corrientes de fabricación secundaria.
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