Construir y romper plásticos con luz
Un químico de la TU/e presenta una innovadora tecnología de reciclaje en circuito cerrado alimentada por luz LED.
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¿Y si reciclar plásticos fuera tan sencillo como pulsar un interruptor? En la TU/e, el profesor adjunto Fabian Eisenreich está haciendo realidad esa visión utilizando luz LED para crear y descomponer una nueva clase de plásticos de alto rendimiento. Este material innovador permite un reciclaje verdaderamente circular, ya que el proceso puede repetirse una y otra vez sin pérdida de calidad. Publicada en la edición Rising Stars de Advanced Materials, esta investigación supone un gran avance en el campo de la química sostenible y podría cambiar la forma de tratar los residuos plásticos en el futuro.
El estudiante de doctorado Ahsen Sare Yalin (izquierda) y el profesor adjunto Fabian Eisenreich trabajaron juntos en una tecnología de reciclaje de circuito cerrado utilizando un fotorreactor.
Roegaya Sabera
La exposición a la luz rompe los enlaces químicos estables de la cadena polimérica, lo que permite recuperar los bloques de construcción originales.
Fabian Eisenreich
"De hecho, somos diseñadores moleculares", así se describe Eisenreich a sí mismo y a sus compañeros del grupo de investigación Polymer Performance Materials. En sus laboratorios del Departamento de Ingeniería Química y Química se centran en eso: "Nuestra línea de investigación se centra en el 'diseño para el reciclaje'. Creamos nuevos polímeros para posibilitar estrategias innovadoras de reciclado de plásticos. Al mismo tiempo, utilizamos materiales orgánicos (de base biológica), evitamos sustancias tóxicas y minimizamos los residuos para que todo el proceso sea lo más sostenible posible."
La calidad de las cadenas de polímeros se deteriora
Estos polímeros se desarrollan para permitir el reciclado químico en circuito cerrado, el objetivo último del grupo de investigación. "Los plásticos suelen estar formados por cadenas de polímeros moldeables. Debido a la forma actual en que se suelen reciclar los plásticos -en pocas palabras: calentar, fundir y volver a moldear-, la calidad de esas cadenas poliméricas se deteriora con el tiempo. Así que no se puede seguir haciendo eso indefinidamente, lo que significa que al final habrá que fabricar plástico nuevo de todos modos".
Según Eisenreich, la alternativa ideal es el reciclado químico en circuito cerrado: "Con la reacción química adecuada, una cadena de polímeros puede descomponerse selectivamente en sus componentes originales. Éstos pueden reutilizarse para fabricar exactamente el mismo polímero, con idénticas propiedades y calidad". Para lograrlo se necesitan polímeros diseñados para someterse a esa reacción precisa, de ahí el interés de la investigación del grupo de Materiales de Rendimiento Polimérico.
Dividir selectivamente un polímero con luz
En ese contexto, Eisenreich especifica su propia investigación sobre el reciclado fotoquímico, alimentado por luz LED. "Fabricar polímeros mediante luz es relativamente sencillo. Pero romperlos y volver a fabricarlos de la misma manera, es decir, reciclarlos, es mucho más complicado y, por tanto, constituye una línea de investigación totalmente nueva". El reto consiste en utilizar la luz para dividir selectivamente los enlaces químicos estables dentro del polímero, de modo que se puedan recuperar los bloques de construcción originales."
Recientemente, Eisenreich y Ahsen Sare Yalin, candidata de tercer año de doctorado en su grupo, se convirtieron en los primeros en llevar a cabo con éxito este truco en su laboratorio. Se trata, con razón, de una primicia y, por tanto, merecedora de publicación en la edición Rising Stars de la destacada revista científica Advanced Materials. Dos grandes logros de los que enorgullecerse, pero que son también un preludio de las ulteriores ventajas de esta nueva tecnología de reciclado.
La exposición a la luz rompe los enlaces químicos estables de la cadena polimérica, lo que permite recuperar los bloques de construcción originales. Ilustración: Fabian Eisenreich
Cambiar la forma de tratar los residuos plásticos
"Lo consideramos un gran avance de la química sostenible que puede cambiar la forma en que tratemos los residuos plásticos en el futuro", afirma Eisenreich. "Por el momento, nuestro polímero de diseño sigue siendo un material de nicho y, por tanto, no es adecuado para las aplicaciones plásticas cotidianas. En cambio, está destinado a usos especializados, por ejemplo, como adhesivo reciclable que se une fuertemente al vidrio y a otros plásticos."
En última instancia, un mayor desarrollo debería ampliar las posibilidades de aplicación. Además, Eisenreich ve mucho potencial en la tecnología de reciclado de circuito cerrado con luz. "También trabajo en la impresión 3D de polímeros reciclables con luz, un proceso muy interesante. Se parte de un material líquido que adopta una forma sólida en cuanto le da la luz. Con este proceso se pueden imprimir objetos 3D complejos".
Su santo grial es conseguir algún día el reciclado fotoquímico de los plásticos tradicionales sólo con luz solar. "Entonces no necesitarías ninguna otra fuente de energía, ¡qué guay sería!". El avance químico de Eisenreich no sólo arroja nueva luz sobre el reciclado de plásticos, sino también sobre todo su campo. "No se trata sólo de un nuevo material. Es una nueva forma de avanzar".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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