La lignina es posiblemente el componente más abundante de la biomasa del que la mayoría de la gente nunca ha oído hablar. Esto puede estar a punto de cambiar.
Mucha gente está familiarizada con su prima bioquímica, la celulosa, un subproducto de la molienda del papel y la madera. Pero los mismos procesos producen 50 millones de toneladas de lignina al año, según calculan los expertos del sector. Una vez destilada, el 98% de este líquido se quema para producir electricidad.
Los científicos se han esforzado por encontrar métodos más eficaces y sostenibles para transformar este polímero natural y utilizarlo como componente básico más limpio y ecológico en el desarrollo de materiales de nueva generación.
Químicos del Boston College han desarrollado un método que utiliza la luz para transformar la lignina en plásticos sostenibles, según ha informado recientemente el equipo en la revista ACS Central Science.
"Hemos desarrollado un catalizador capaz de romper selectivamente enlaces químicos específicos de la lignina cuando se expone a la luz, de modo que la lignina se convierte en moléculas solubles de tamaño intermedio llamadas oligómeros", explica Jia Niu, profesor adjunto de Química del Boston College y coautor del estudio.
A continuación, el equipo convirtió los oligómeros en plásticos sostenibles mediante una reacción con un pegamento molecular llamado reticulante, según el informe. Debido a las estructuras químicas únicas de los oligómeros creados por el catalizador, los plásticos fabricados de este modo pueden descomponerse químicamente en los oligómeros y reformarse a partir de los oligómeros y el reticulante.
Según Dunwei Wang, coautor del informe y titular de la Cátedra de Química Margaret A. y Thomas A. Vanderslice del Boston College, los hallazgos suponen un avance en una posible estrategia para el sistema de fabricación y reutilización de polímeros sin residuos conocido como economía circular del plástico.
"La transición del petróleo a la biomasa como materia prima para la producción de energía y materiales puede ayudar a abordar algunos de los retos más importantes a los que se enfrenta nuestra sociedad, como el cambio climático y la contaminación por plásticos", afirmó Wang. "Los nuevos métodos que pueden fabricar materiales avanzados a partir de la lignina mejorarán enormemente la eficiencia de la utilización de la biomasa".
Wang y Niu, que comparten el interés por fabricar materiales sostenibles, llegaron al proyecto basándose en la experiencia de Wang en el uso de la fotocatálisis para impulsar transformaciones químicas y en el trabajo de Niu en la fabricación de polímeros reciclables.
"La sorpresa más agradable fue el nivel de control que pudimos ejercer en la descomposición de la lignina, un biopolímero conocido por su dificultad para descomponerse", explica Wang. "Este nivel de control allana el camino para aplicaciones posteriores".
El equipo de investigación pretende seguir desarrollando el novedoso método que convierte la lignina en plásticos sostenibles que pueden reciclarse fácilmente por medios químicos.
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