Seda, ¿un sustituto del plástico?

Los microplásticos, diminutas partículas de plástico que se encuentran actualmente por todas partes del mundo en el medio aéreo, el acuático y el terrestre, se reconocen cada vez más como una grave amenaza de contaminación, y se han encontrado en el torrente sanguíneo de animales e incluso de seres humanos.

Algunos de estos microplásticos se añaden intencionadamente a diversos productos, como productos químicos agrícolas, pinturas, cosméticos y detergentes, lo que supone unas 50.000 toneladas al año solo en la Unión Europea, según la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas. La Unión Europea ya ha establecido el cese en el uso de estos microplásticos añadidos y no biodegradables para dentro de varios años, por lo que se buscan sustitutos adecuados.

Ahora, un equipo internacional que incluye a Muchun Liu y Benedetto Marelli del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha desarrollado un sistema basado en la seda que podría proporcionar un sustituto barato y de fácil fabricación.

Los microplásticos ampliamente utilizados en productos industriales suelen proteger algún ingrediente activo específico (o ingredientes) de su degradación por exposición al aire o a la humedad, hasta el momento en que se necesitan. Proporcionan una liberación lenta del ingrediente activo durante un periodo de tiempo determinado y minimizan los efectos adversos en su entorno. Por ejemplo, las vitaminas suelen suministrarse en forma de microcápsulas empaquetadas en una píldora o cápsula, y los pesticidas y herbicidas se envuelven de forma similar. Pero los materiales utilizados hoy en día para este tipo de microencapsulación son plásticos que persisten en el medio ambiente durante mucho tiempo. Antes del avance logrado por el equipo de Liu y Marelli, no existía ningún sustituto práctico y económico que se biodegradase de forma natural.

Estas imágenes captadas mediante microscopio electrónico de barrido muestran microcápsulas recubiertas de seda que contienen vitamina C, a diferentes escalas de detalle. (Imágenes de microscopio por Muchun Liu, adaptadas por MIT News. CC BY-NC-ND 3.0)

Gran parte de la carga de microplásticos en el medio ambiente procede de otras fuentes, como la degradación con el paso del tiempo de objetos de plástico de mayor tamaño, como botellas y envases. Cada una de estas fuentes puede requerir su propio tipo de soluciones para reducir su propagación. La Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas ha calculado que los microplásticos añadidos de manera intencionada representan aproximadamente entre el 10 y el 15 por ciento de la cantidad total en el medio ambiente, pero en opinión de Marelli, solucionar el problema planteado por esta fuente puede ser relativamente fácil utilizando este sustituto biodegradable que es la seda.

A diferencia de los hilos de seda de alta calidad utilizados para los tejidos finos con los que se confecciona ropa, la proteína de seda utilizada en el nuevo material alternativo es barata y muy fácil de obtener. Para este uso, las fibras de seda de calidad no textil pueden disolverse a base de agua mediante un proceso sencillo adaptable a la escala industrial que se necesite. El proceso es tan simple y fácil de ajustar que el material resultante puede adaptarse para funcionar en casi cualquier equipamiento de fabricación ya existente.

La seda está reconocida como un material seguro para uso alimentario y médico, ya que no es tóxica y se degrada de forma natural en el organismo.

En las pruebas de laboratorio, los investigadores demostraron que el material de recubrimiento a base de seda puede usarse en maquinaria de fabricación común para elaborar un producto herbicida microencapsulado estándar soluble en agua, que luego probaron en un cultivo de maíz de un invernadero. La prueba demostró que funciona incluso mejor que el producto comercial existente más parecido, infligiendo menos daños a las plantas.

El nuevo método puede aprovechar la seda de baja calidad que no se puede utilizar para los tejidos textiles, y de la que actualmente se desechan grandes cantidades porque no tiene ningún uso significativo. El método también puede utilizar telas de seda usadas y desechadas, evitando que ese material vaya a parar a los vertederos.

Liu, Marelli y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo método en la revista académica Small, bajo el título “Microencapsulation of high-content actives using biodegradable silk materials”. (Fuente: NCYT de Amazings)