¿Se podría terminar con la contaminación plástica?

A medida que aumenta la demanda de envases, también aumentan los residuos generados por los plásticos a base de productos petroquímicos. En la actualidad, se estima que unas 8 millones de toneladas de plásticos acaban en los océanos cada año.

Si bien los bioplásticos biodegradables han sido señalados como la esperanza para poner fin a esta problemática, hasta ahora los bioplásticos basados ​​en materiales naturales como el almidón o los biomateriales sintéticos como el ácido poliláctico han mostrado una durabilidad, biocompatibilidad y/o biodegradabilidad inadecuadas en la mayoría de los casos. Además, a menudo requieren métodos de procesamiento complejos que consumen mucha energía y productos químicos tóxicos.

Un equipo de investigación dirigido por Jingjing Li y Yawei Liu de la Academia de Ciencias de China y Bo Wei, miembro del Primer Centro Médico del Hospital General PLA, ha presentado un nuevo método para la producción de plásticos a base de proteínas que son fácilmente procesables, biodegradables y biocompatibles, además de tener propiedades mecánicas favorables.

Las propiedades de los innovadores bioplásticos se pueden adaptar según las necesidades. Para ello, desarrollaron dos proteínas ricas en lisina y las reprodujeron en cultivos bacterianos: la “ELP” que es un polipéptido similar a la proteína elastina del tejido conjuntivo que no tiene plegado definido, lo que le confiere dureza y elasticidad. Y la “SRT” que consta de ELP más segmentos cristalinos de una proteína de calamar con una estructura de hoja,

ELP (o SRT) se entrecruza con un derivado de polietilenglicol (PEG) por medio de sus grupos laterales amino de lisina. Si la unión se produce en el agua, el material se puede secar simplemente en un molde. El resultado es un bioplástico duro, transparente y resistente a los disolventes. Sus propiedades mecánicas se pueden variar cambiando la proporción de PEG. Esto permite que los bioplásticos se produzcan a temperatura ambiente en cualquier forma deseada y sin productos químicos tóxicos ni pasos de procesamiento complejos. Su tensión de rotura supera la de muchos plásticos comerciales. Sin embargo, un problema aún a resolver es que el material se hincha en el agua.

Cuando el ELP se reticula en una solución de agua/glicerol, el material se gelifica en bioplásticos blandos y elásticos. El equipo también utilizó hilado húmedo para producir biofibras que son tan fuertes como algunas sedas de araña biotecnológica. La enzima elastasa natural degrada por completo todos los nuevos bioplásticos a base de proteínas.

Este nuevo bioplástico no tóxico se puede utilizar en la producción de juguetes, e incluso se puede utilizar para sellar heridas, ya que tiene efectos hemostáticos. Los implantes se rompieron por completo en unas pocas semanas.

Para almacenar información, ELP podría polimerizarse junto con péptidos que han sido programados con códigos por medio de sus secuencias específicas de aminoácidos. La información podría volver a leerse mediante secuenciación. Esto permitiría una mayor densidad de información que la que es posible con el almacenamiento de datos de ADN.